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JP7625868B2 - Integrated circuit device and oscillator - Google Patents
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JP7625868B2 JP2021009243A JP2021009243A JP7625868B2 JP 7625868 B2 JP7625868 B2 JP 7625868B2 JP 2021009243 A JP2021009243 A JP 2021009243A JP 2021009243 A JP2021009243 A JP 2021009243A JP 7625868 B2 JP7625868 B2 JP 7625868B2
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Description

本発明は、集積回路装置及び発振器等に関する。 The present invention relates to integrated circuit devices and oscillators, etc.

従来より、水晶振動子等の振動子を発振させる発振回路を有する集積回路装置が知られている。特許文献1には、温度補償型の発振回路を有する集積回路装置のレイアウト配置について開示されている。例えば特許文献1には、温度補償回路を備えた発振器の集積回路装置において、外周に沿って設けられた電源線のうち、クロック信号出力回路の領域と温度補償回路の領域との間に不連続部分を設けることで、電源ノイズの伝播を抑制した集積回路装置が開示されている。 Integrated circuit devices having an oscillator circuit that oscillates an oscillator such as a quartz crystal oscillator have been known for some time. Patent Document 1 discloses a layout arrangement for an integrated circuit device having a temperature-compensated oscillator circuit. For example, Patent Document 1 discloses an integrated circuit device that suppresses the propagation of power supply noise by providing a discontinuous portion between the clock signal output circuit area and the temperature compensation circuit area in the power supply lines provided along the outer periphery of the integrated circuit device for an oscillator equipped with a temperature compensation circuit.

特開2018-98428号公報JP 2018-98428 A

しかしながら、特許文献1のように電源線を分離することでノイズの伝播を抑制しても、クロック信号を出力する出力バッファー回路の周囲に設けられた回路が生成する直流電圧に対して、輻射ノイズが重畳され、発振器のノイズ性能が劣化してしまうおそれがあった。 However, even if noise propagation is suppressed by isolating the power supply lines as in Patent Document 1, there is a risk that radiation noise will be superimposed on the DC voltage generated by the circuitry provided around the output buffer circuit that outputs the clock signal, degrading the noise performance of the oscillator.

本開示の一態様は、振動子を用いて発振信号を生成する発振回路と、前記発振信号に基づくクロック信号を出力する出力バッファー回路と、前記発振信号又は前記クロック信号の生成に用いられる直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、電源電圧が供給される電源パッドと、グランド電圧が供給されるグランドパッドと、前記クロック信号が出力されるクロックパッドと、を含み、平面視において、前記グランドパッドと前記直流電圧生成回路とが重なるように配置される集積回路装置に関係する。 One aspect of the present disclosure relates to an integrated circuit device including an oscillation circuit that generates an oscillation signal using an oscillator, an output buffer circuit that outputs a clock signal based on the oscillation signal, a DC voltage generation circuit that generates a DC voltage used to generate the oscillation signal or the clock signal, a power supply pad to which a power supply voltage is supplied, a ground pad to which a ground voltage is supplied, and a clock pad to which the clock signal is output, the ground pad and the DC voltage generation circuit being arranged to overlap in a planar view.

また本開示の一態様は、上記に記載の集積回路装置と、前記振動子と、を含む発振器に関係する。 Another aspect of the present disclosure relates to an oscillator including the integrated circuit device described above and the resonator.

本実施形態の集積回路装置の構成例。2 shows an example of the configuration of an integrated circuit device according to the present embodiment. 本実施形態の集積回路装置の詳細な構成例。2 shows a detailed configuration example of the integrated circuit device of the present embodiment. PLL回路の詳細な構成例。2 shows a detailed configuration example of a PLL circuit. グランドパッドと直流電圧生成回路の配置関係を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the positional relationship between a ground pad and a DC voltage generating circuit. グランドパッドの他の構造例を示す断面図。FIG. 11 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the ground pad. 基準電圧生成回路の構成例。2 shows an example of the configuration of a reference voltage generation circuit. 基準電圧生成回路の他の構成例。13 shows another example of the configuration of the reference voltage generating circuit. レギュレーターの構成例。An example of regulator configuration. レギュレーターの他の構成例。Other examples of regulator configurations. 温度センサー回路の構成例。An example of a temperature sensor circuit. 温度補償回路の構成例。An example of a temperature compensation circuit. 本実施形態の集積回路装置のレイアウト配置例。3 shows an example of a layout of the integrated circuit device according to the present embodiment. 本実施形態の集積回路装置のレイアウト配置の他の例。13 shows another example of the layout arrangement of the integrated circuit device of the present embodiment. 位相ノイズについての説明図。FIG. 1 is a diagram illustrating phase noise. 発振器の構造例。An example of oscillator structure.

以下、本実施形態について説明する。なお、以下に説明する本実施形態は、特許請求の範囲の記載内容を不当に限定するものではない。また本実施形態で説明される構成の全てが必須構成要件であるとは限らない。 The present embodiment will be described below. Note that the present embodiment described below does not unduly limit the contents of the claims. Furthermore, not all of the configurations described in the present embodiment are necessarily essential components.

1.集積回路装置
図1に本実施形態の集積回路装置20の構成例を示す。本実施形態の集積回路装置20は、発振回路30と出力バッファー回路50と電源パッドPVDDとグランドパッドPGNDとクロックパッドPCKを含む。また集積回路装置20は、電源回路60や振動子接続用のパッドPX1、PX2を含むことができる。例えば集積回路装置20は、後述の図4、図5の直流電圧生成回路61として、基準電圧生成回路62やレギュレーター64を含む。図1では直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62やレギュレーター64は、電源回路60に設けられている。また本実施形態の発振器4は、振動子10と集積回路装置20を含む。振動子10は集積回路装置20に電気的に接続されている。例えば振動子10及び集積回路装置20を収納するパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子10と集積回路装置20は電気的に接続されている。
1. Integrated Circuit Device FIG. 1 shows a configuration example of an integrated circuit device 20 of this embodiment. The integrated circuit device 20 of this embodiment includes an oscillation circuit 30, an output buffer circuit 50, a power supply pad PVDD, a ground pad PGND, and a clock pad PCK. The integrated circuit device 20 can also include a power supply circuit 60 and pads PX1 and PX2 for connecting an oscillator. For example, the integrated circuit device 20 includes a reference voltage generation circuit 62 and a regulator 64 as a DC voltage generation circuit 61 in FIG. 4 and FIG. 5 described later. In FIG. 1, the reference voltage generation circuit 62 and the regulator 64, which are the DC voltage generation circuit 61, are provided in the power supply circuit 60. The oscillator 4 of this embodiment also includes an oscillator 10 and an integrated circuit device 20. The oscillator 10 is electrically connected to the integrated circuit device 20. For example, the oscillator 10 and the integrated circuit device 20 are electrically connected to each other using internal wiring, bonding wires, metal bumps, or the like of a package that houses the oscillator 10 and the integrated circuit device 20.

振動子10は、電気的な信号により機械的な振動を発生する素子である。振動子10は、例えば水晶振動片などの振動片により実現できる。例えば振動子10は、カット角がATカットやSCカットなどの厚みすべり振動する水晶振動片、音叉型水晶振動片、或いは双音叉型水晶振動片などにより実現できる。例えば振動子10は、恒温槽を備えない温度補償型水晶発振器(TCXO)に内蔵されている振動子であってもよいし、恒温槽を備える恒温槽型水晶発振器(OCXO)に内蔵されている振動子であってもよい。或いは振動子10は、SPXO(Simple Packaged Crystal Oscillator)の発振器に内蔵される振動子であってもよい。なお本実施形態の振動子10は、例えば厚みすべり振動型、音叉型、又は双音叉型以外の振動片や、水晶以外の材料で形成された圧電振動片などの種々の振動片によっても実現できる。例えば振動子10として、SAW(Surface Acoustic Wave)共振子や、シリコン基板を用いて形成されたシリコン製振動子としてのMEMS(Micro Electro Mechanical Systems)振動子等を採用してもよい。 The vibrator 10 is an element that generates mechanical vibrations by an electrical signal. The vibrator 10 can be realized by a vibrating piece such as a quartz crystal vibrating piece. For example, the vibrator 10 can be realized by a quartz crystal vibrating piece that vibrates in a thickness shear manner, such as an AT cut or SC cut cut angle, a tuning fork type quartz crystal vibrating piece, or a double tuning fork type quartz crystal vibrating piece. For example, the vibrator 10 may be a vibrator built into a temperature compensated quartz crystal oscillator (TCXO) that does not have a thermostatic oven, or a vibrator built into an oven-controlled quartz crystal oscillator (OCXO) that has a thermostatic oven. Alternatively, the vibrator 10 may be a vibrator built into an oscillator of an SPXO (Simple Packaged Crystal Oscillator). The vibrator 10 of this embodiment can also be realized by various vibrating pieces, such as a vibrating piece other than a thickness shear vibration type, a tuning fork type, or a double tuning fork type, or a piezoelectric vibrating piece formed of a material other than quartz. For example, the vibrator 10 may be a SAW (Surface Acoustic Wave) resonator or a MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) vibrator, which is a silicon vibrator formed using a silicon substrate.

集積回路装置20は、例えば半導体プロセスにより製造されるIC(Integrated Circuit)であり、半導体基板上に回路素子が形成された半導体チップである。図1では集積回路装置20は、発振回路30、出力バッファー回路50、電源回路60を含んでいる。 The integrated circuit device 20 is, for example, an IC (Integrated Circuit) manufactured by a semiconductor process, and is a semiconductor chip in which circuit elements are formed on a semiconductor substrate. In FIG. 1, the integrated circuit device 20 includes an oscillator circuit 30, an output buffer circuit 50, and a power supply circuit 60.

発振回路30は振動子10を発振させる回路である。例えば発振回路30は、パッドPX1、PX2に電気的に接続され、振動子10を発振させることで発振信号OSCを生成する。パッドPX1は第1パッドであり、パッドPX2は第2パッドである。例えば発振回路30は、パッドPX1とパッドPX2との間に設けられた発振用の駆動回路と、キャパシターや抵抗などの能動素子により実現できる。駆動回路は、例えばCMOSのインバーター回路やバイポーラートランジスターにより実現できる。駆動回路は、発振回路30のコア回路であり、駆動回路が、振動子10を電圧駆動又は電流駆動することで、振動子10を発振させる。発振回路30としては、例えばインバーター型、ピアース型、コルピッツ型、又はハートレー型などの種々のタイプの発振回路を用いることができる。また発振回路30には、可変容量回路が設けられ、この可変容量回路の容量の調整により、発振周波数を調整できるようになっている。可変容量回路は、例えばバラクターなどの可変容量素子により実現できる。例えば可変容量回路は、温度補償電圧に基づいて容量が制御される可変容量素子により実現できる。或いは可変容量回路を、キャパシターアレイと、キャパシターアレイに接続されるスイッチアレイとにより実現してもよい。例えば可変容量回路を、容量値がバイナリーに重み付けされた複数のキャパシターを有するキャパシターアレイと、各スイッチが、キャパシターアレイの各キャパシターとグランドノードとの間の接続のオン、オフを行う複数のスイッチを有するスイッチアレイとにより構成してもよい。また本実施形態における接続は電気的な接続である。電気的な接続は、電気信号が伝達可能に接続されていることであり、電気信号による情報の伝達が可能となる接続である。電気的な接続は受動素子等を介した接続であってもよい。 The oscillator circuit 30 is a circuit that oscillates the vibrator 10. For example, the oscillator circuit 30 is electrically connected to the pads PX1 and PX2, and generates an oscillation signal OSC by oscillating the vibrator 10. The pad PX1 is the first pad, and the pad PX2 is the second pad. For example, the oscillator circuit 30 can be realized by an oscillation drive circuit provided between the pads PX1 and PX2, and active elements such as a capacitor and a resistor. The drive circuit can be realized by, for example, a CMOS inverter circuit or a bipolar transistor. The drive circuit is the core circuit of the oscillator circuit 30, and the drive circuit drives the vibrator 10 with voltage or current to oscillate the vibrator 10. As the oscillator circuit 30, various types of oscillator circuits such as an inverter type, a Pierce type, a Colpitts type, or a Hartley type can be used. In addition, a variable capacitance circuit is provided in the oscillator circuit 30, and the oscillation frequency can be adjusted by adjusting the capacitance of this variable capacitance circuit. The variable capacitance circuit can be realized by a variable capacitance element such as a varactor. For example, the variable capacitance circuit can be realized by a variable capacitance element whose capacitance is controlled based on a temperature compensation voltage. Alternatively, the variable capacitance circuit may be realized by a capacitor array and a switch array connected to the capacitor array. For example, the variable capacitance circuit may be configured by a capacitor array having a plurality of capacitors whose capacitance values are binary weighted, and a switch array having a plurality of switches, each of which turns on and off the connection between each capacitor of the capacitor array and the ground node. In addition, the connection in this embodiment is an electrical connection. An electrical connection is a connection that allows an electrical signal to be transmitted, and is a connection that allows information to be transmitted by an electrical signal. The electrical connection may be a connection via a passive element or the like.

出力バッファー回路50は、発振信号OSCに基づくクロック信号CKQを出力する。例えば出力バッファー回路50は、発振信号OSCをバッファリングしてクロック信号CKQとしてクロックパッドPCKに出力する。そして、このクロック信号CKQが発振器4の外部端子TCKを介して外部に出力される。例えば出力バッファー回路50は、シングルエンドのCMOSの信号形式でクロック信号CKQを出力する。なお出力バッファー回路50が、CMOS以外の信号形式でクロック信号CKQを出力するようにしてもよい。例えば出力バッファー回路50は、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)、PECL(Positive Emitter Coupled Logic)、HCSL(High Speed Current Steering Logic)、又は差動のCMOS(Complementary MOS)等の信号形式で、差動のクロック信号を外部に出力してもよい。 The output buffer circuit 50 outputs a clock signal CKQ based on the oscillation signal OSC. For example, the output buffer circuit 50 buffers the oscillation signal OSC and outputs it to the clock pad PCK as a clock signal CKQ. This clock signal CKQ is then output to the outside via the external terminal TCK of the oscillator 4. For example, the output buffer circuit 50 outputs the clock signal CKQ in a single-ended CMOS signal format. Note that the output buffer circuit 50 may also output the clock signal CKQ in a signal format other than CMOS. For example, the output buffer circuit 50 may output a differential clock signal to the outside in a signal format such as LVDS (Low Voltage Differential Signaling), PECL (Positive Emitter Coupled Logic), HCSL (High Speed Current Steering Logic), or differential CMOS (Complementary MOS).

電源回路60は、電源パッドPVDDからの電源電圧VDDやグランドパッドPGNDからのグランド電圧が供給されて、集積回路装置20の内部回路用の種々の電源電圧を内部回路に供給する。例えば電源回路60は、後述するように電源電圧VDDに基づくレギュレート電源電圧を発振回路30等に供給する。そして電源回路60は、図4、図5の直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62やレギュレーター64を含む。基準電圧生成回路62は基準電圧を生成して出力する。基準電圧生成回路62は、例えば電源電圧VDDや温度が変化しても一定の電圧となる基準電圧を生成する。例えば基準電圧生成回路62は、バイアス電流、バイアス電圧、又はレギュレート電源電圧の少なくとも1つを生成するための基準電圧を生成する。例えば集積回路装置20はアナログ回路を有し、基準電圧生成回路62は、このアナログ回路のバイアス電流やバイアス電圧を生成するための基準電圧を生成する。レギュレーター64は、電源電圧VDDが供給されて、各種のレギュレート電源電圧を生成する。例えばレギュレーター64は、基準電圧生成回路62により生成された基準電圧に基づいて、電源電圧VDDを降圧した定電圧のレギュレート電源電圧を生成し、生成したレギュレート電源電圧を、集積回路装置20の各回路ブロックに供給する。基準電圧生成回路62は、例えばバンドギャップリファレンス回路や、ゲートの仕事関数差を用いた回路や、或いはチャンネル不純物濃度を変えることによる閾値電圧の差を利用した回路などにより実現できる。 The power supply circuit 60 receives the power supply voltage VDD from the power supply pad PVDD and the ground voltage from the ground pad PGND, and supplies various power supply voltages for the internal circuits of the integrated circuit device 20 to the internal circuits. For example, the power supply circuit 60 supplies a regulated power supply voltage based on the power supply voltage VDD to the oscillator circuit 30, etc., as described later. The power supply circuit 60 includes a reference voltage generation circuit 62, which is the DC voltage generation circuit 61 in Figures 4 and 5, and a regulator 64. The reference voltage generation circuit 62 generates and outputs a reference voltage. The reference voltage generation circuit 62 generates a reference voltage that is constant even if the power supply voltage VDD or temperature changes, for example. For example, the reference voltage generation circuit 62 generates a reference voltage for generating at least one of a bias current, a bias voltage, or a regulated power supply voltage. For example, the integrated circuit device 20 has an analog circuit, and the reference voltage generation circuit 62 generates a reference voltage for generating a bias current or a bias voltage for this analog circuit. The regulator 64 receives the power supply voltage VDD and generates various regulated power supply voltages. For example, the regulator 64 generates a regulated power supply voltage that is a constant voltage obtained by stepping down the power supply voltage VDD based on the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit 62, and supplies the generated regulated power supply voltage to each circuit block of the integrated circuit device 20. The reference voltage generation circuit 62 can be realized by, for example, a bandgap reference circuit, a circuit that uses the difference in gate work functions, or a circuit that uses the difference in threshold voltages caused by changing the channel impurity concentration.

また集積回路装置20は、電源パッドPVDD、グランドパッドPGND、クロックパッドPCK、振動子接続用のパッドPX1、PX2を含む。これらのパッドは、例えば半導体チップである集積回路装置20の端子である。例えばパッド領域では、絶縁層であるパシベーション膜から金属層が露出しており、この露出した金属層により集積回路装置20のパッドが構成される。電源パッドPVDDは電源電圧VDDが入力されるパッドである。例えば外部の電源供給デバイスからの電源電圧VDDが電源パッドPVDDに供給される。グランドパッドPGNDは、グランド電圧であるGNDが供給される端子である。GNDはVSSと呼ぶこともでき、グランド電圧は例えば接地電位である。本実施形態ではグランドを、適宜、GNDと記載する。クロックパッドPCKは、クロック信号CKQが出力されるパッドである。例えば発振回路30での発振信号OSCに基づくクロック信号CKQがクロックパッドPCKから外部に出力される。電源パッドPVDD、グランドパッドPGND、クロックパッドPCKは、各々、発振器4の外部接続用の外部端子TVDD、TGND、TCKに電気的に接続される。例えばパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて電気的に接続される。そして発振器4の外部端子TVDD、TGND、TCKは外部デバイスに電気的に接続される。またパッドPX1、PX2は振動子10の接続用のパッドである。例えばパッドPX1は、振動子10の一端に電気的に接続され、パッドPX2は、振動子10の他端に電気的に接続される。例えば振動子10及び集積回路装置20を収納するパッケージの内部配線、ボンディグワイヤー又は金属バンプ等を用いて、振動子10と集積回路装置20のパッドPX1、PX2とが電気的に接続される。 The integrated circuit device 20 also includes a power supply pad PVDD, a ground pad PGND, a clock pad PCK, and pads PX1 and PX2 for connecting an oscillator. These pads are terminals of the integrated circuit device 20, which is, for example, a semiconductor chip. For example, in the pad region, a metal layer is exposed from a passivation film, which is an insulating layer, and the exposed metal layer constitutes the pads of the integrated circuit device 20. The power supply pad PVDD is a pad to which a power supply voltage VDD is input. For example, the power supply voltage VDD from an external power supply device is supplied to the power supply pad PVDD. The ground pad PGND is a terminal to which GND, which is a ground voltage, is supplied. GND can also be called VSS, and the ground voltage is, for example, a ground potential. In this embodiment, the ground is appropriately described as GND. The clock pad PCK is a pad to which a clock signal CKQ is output. For example, a clock signal CKQ based on an oscillation signal OSC in the oscillation circuit 30 is output to the outside from the clock pad PCK. The power supply pad PVDD, the ground pad PGND, and the clock pad PCK are electrically connected to the external terminals TVDD, TGND, and TCK for external connection of the oscillator 4, respectively. For example, they are electrically connected using internal wiring of the package, bonding wires, metal bumps, etc. The external terminals TVDD, TGND, and TCK of the oscillator 4 are electrically connected to an external device. The pads PX1 and PX2 are pads for connecting the vibrator 10. For example, the pad PX1 is electrically connected to one end of the vibrator 10, and the pad PX2 is electrically connected to the other end of the vibrator 10. For example, the pad PX1 is electrically connected to the pads PX1 and PX2 of the vibrator 10 and the integrated circuit device 20 using internal wiring, bonding wires, metal bumps, etc. of the package that houses the vibrator 10 and the integrated circuit device 20.

図2に本実施形態の集積回路装置20の詳細な構成例を示す。図2では集積回路装置20は、図1に示した回路ブロックに加えて、更にPLL回路40、ロジック回路70、不揮発性メモリー78、温度補償回路80、温度センサー回路90、テスト回路92、インターフェース回路94を含む。また集積回路装置20は、図1に示したパッドに加えて、更に出力イネーブルパッドPOEを含む。 Figure 2 shows a detailed configuration example of the integrated circuit device 20 of this embodiment. In Figure 2, the integrated circuit device 20 further includes a PLL circuit 40, a logic circuit 70, a non-volatile memory 78, a temperature compensation circuit 80, a temperature sensor circuit 90, a test circuit 92, and an interface circuit 94 in addition to the circuit blocks shown in Figure 1. The integrated circuit device 20 also includes an output enable pad POE in addition to the pads shown in Figure 1.

PLL回路40は、発振信号OSCに位相同期したクロック信号CKQを生成するためのPLL動作を行う。例えばPLL回路40は、発振回路30からの発振クロック信号である発振信号OSCを受け、発振信号OSCに位相同期したクロック信号CKを出力する。具体的にはPLL回路40は、発振信号OSCに位相同期し、且つ、発振信号OSCの周波数を逓倍した周波数のクロック信号CKを出力する。そして出力バッファー回路50は、PLL回路40からのクロック信号CKが入力されて、クロック信号CKQを出力する。即ち出力バッファー回路50は、発振信号OSCに基づくクロック信号CKをバッファリングして、クロック信号CKQとして出力する。PLL回路40の詳細については後述する。 The PLL circuit 40 performs a PLL operation to generate a clock signal CKQ that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC. For example, the PLL circuit 40 receives the oscillation signal OSC, which is an oscillation clock signal from the oscillation circuit 30, and outputs a clock signal CK that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC. Specifically, the PLL circuit 40 outputs a clock signal CK that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC and has a frequency that is multiplied by the frequency of the oscillation signal OSC. The output buffer circuit 50 receives the clock signal CK from the PLL circuit 40 and outputs the clock signal CKQ. That is, the output buffer circuit 50 buffers the clock signal CK based on the oscillation signal OSC and outputs it as the clock signal CKQ. Details of the PLL circuit 40 will be described later.

ロジック回路70は制御回路であり、種々の制御処理を行う。例えばロジック回路70は、集積回路装置20の全体の制御を行ったり、集積回路装置20の動作シーケンスの制御を行う。例えばロジック回路70は、発振回路30、出力バッファー回路50、電源回路60又は温度補償回路80等の集積回路装置20の各回路ブロックの制御を行う。またロジック回路70は、不揮発性メモリー78の書き込み制御や読み出し制御を行う。ロジック回路70は、例えばゲートアレイ等の自動配置配線によるASIC(Application Specific Integrated Circuit)の回路により実現できる。 The logic circuit 70 is a control circuit that performs various control processes. For example, the logic circuit 70 controls the entire integrated circuit device 20 and controls the operation sequence of the integrated circuit device 20. For example, the logic circuit 70 controls each circuit block of the integrated circuit device 20, such as the oscillation circuit 30, the output buffer circuit 50, the power supply circuit 60, or the temperature compensation circuit 80. The logic circuit 70 also performs write and read control of the non-volatile memory 78. The logic circuit 70 can be realized by an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) circuit that is automatically placed and wired, such as a gate array.

不揮発性メモリー78は、集積回路装置20で用いられる各種の情報を記憶する。不揮発性メモリー78は、FAMOS(Floating gate Avalanche injection MOS)メモリー又はMONOS(Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon)メモリー等のEEPROMにより実現できるが、これに限らず、OTP(One Time Programmable)メモリー又はヒューズ型ROM等であってもよい。 The non-volatile memory 78 stores various information used in the integrated circuit device 20. The non-volatile memory 78 can be realized by an EEPROM such as a FAMOS (Floating gate Avalanche injection MOS) memory or a MONOS (Metal-Oxide-Nitride-Oxide-Silicon) memory, but is not limited thereto and may be an OTP (One Time Programmable) memory or a fuse-type ROM, etc.

温度補償回路80は、発振回路30の発振信号OSCの温度補償を行う。発振信号OSCの温度補償は発振回路30の発振周波数の温度補償である。具体的には温度補償回路80は、温度センサー回路90からの温度検出情報に基づいて温度補償を行う。例えば温度補償回路80は、温度センサー回路90からの温度検出電圧VTに基づいて温度補償電圧VCPを生成し、生成された温度補償電圧VCPを発振回路30に出力することで、発振回路30の発振信号OSCの温度補償を行う。例えば温度補償回路80は、発振回路30が有する可変容量回路に対して、当該可変容量回路の容量制御電圧となる温度補償電圧VCPを出力することで、温度補償を行う。この場合には発振回路30の可変容量回路は、バラクター等の可変容量素子により実現される。温度補償は、温度変動による発振周波数の変動を抑制して補償する処理である。例えば温度補償回路80は、多項式近似によるアナログ方式の温度補償を行う。例えば振動子10の周波数温度特性を補償する温度補償電圧が多項式により近似される場合に、温度補償回路80は、当該多項式の係数情報に基づいてアナログ方式の温度補償を行う。アナログ方式の温度補償は、例えばアナログ信号である電流信号や電圧信号の加算処理等により実現される温度補償である。具体的には不揮発性メモリー78には、温度補償用の多項式の係数情報が記憶されており、ロジック回路70が、この係数情報を不揮発性メモリー78から読み出して、例えば温度補償回路80のレジスターに設定する。そして温度補償回路80は、レジスターに設定された係数情報に基づいてアナログ方式の温度補償を行う。なお温度補償回路80がデジタル方式の温度補償を行うようにしてもよい。この場合には温度補償回路80は例えばロジック回路により実現される。具体的には温度補償回路80は、温度センサー回路90の温度検出情報である温度検出データに基づいてデジタルの温度補償処理を行う。例えば温度補償回路80は、温度検出データに基づいて周波数調整データを求める。そして、求められた周波数調整データに基づいて、発振回路30の可変容量回路の容量値が調整されることで、発振回路30の発振周波数の温度補償処理が実現される。この場合には発振回路30の可変容量回路は、バイナリーに重み付けされた複数のキャパシターを有するキャパシターアレイと、スイッチアレイとにより実現される。また不揮発性メモリー78は、温度検出データと周波数調整データの対応を表すルックアップテーブルを記憶しており、温度補償回路80は、ロジック回路70により不揮発性メモリー78から読み出されたルックアップテーブルを用いて、温度データから周波数調整データを求める温度補償処理を行う。 The temperature compensation circuit 80 performs temperature compensation of the oscillation signal OSC of the oscillation circuit 30. The temperature compensation of the oscillation signal OSC is temperature compensation of the oscillation frequency of the oscillation circuit 30. Specifically, the temperature compensation circuit 80 performs temperature compensation based on temperature detection information from the temperature sensor circuit 90. For example, the temperature compensation circuit 80 generates a temperature compensation voltage VCP based on the temperature detection voltage VT from the temperature sensor circuit 90, and outputs the generated temperature compensation voltage VCP to the oscillation circuit 30 to perform temperature compensation of the oscillation signal OSC of the oscillation circuit 30. For example, the temperature compensation circuit 80 performs temperature compensation by outputting a temperature compensation voltage VCP, which is a capacitance control voltage of the variable capacitance circuit, to the variable capacitance circuit of the oscillation circuit 30. In this case, the variable capacitance circuit of the oscillation circuit 30 is realized by a variable capacitance element such as a varactor. Temperature compensation is a process that suppresses and compensates for fluctuations in the oscillation frequency due to temperature fluctuations. For example, the temperature compensation circuit 80 performs analog temperature compensation using polynomial approximation. For example, when the temperature compensation voltage for compensating the frequency-temperature characteristic of the vibrator 10 is approximated by a polynomial, the temperature compensation circuit 80 performs analog temperature compensation based on coefficient information of the polynomial. The analog temperature compensation is realized by, for example, adding current signals and voltage signals, which are analog signals. Specifically, the nonvolatile memory 78 stores coefficient information of a polynomial for temperature compensation, and the logic circuit 70 reads out the coefficient information from the nonvolatile memory 78 and sets it, for example, in a register of the temperature compensation circuit 80. The temperature compensation circuit 80 then performs analog temperature compensation based on the coefficient information set in the register. The temperature compensation circuit 80 may also perform digital temperature compensation. In this case, the temperature compensation circuit 80 is realized by, for example, a logic circuit. Specifically, the temperature compensation circuit 80 performs digital temperature compensation processing based on temperature detection data, which is temperature detection information of the temperature sensor circuit 90. For example, the temperature compensation circuit 80 obtains frequency adjustment data based on the temperature detection data. Then, the capacitance value of the variable capacitance circuit of the oscillation circuit 30 is adjusted based on the obtained frequency adjustment data, thereby realizing temperature compensation processing of the oscillation frequency of the oscillation circuit 30. In this case, the variable capacitance circuit of the oscillation circuit 30 is realized by a capacitor array having a plurality of binary-weighted capacitors and a switch array. In addition, the non-volatile memory 78 stores a lookup table that indicates the correspondence between the temperature detection data and the frequency adjustment data, and the temperature compensation circuit 80 performs temperature compensation processing to obtain the frequency adjustment data from the temperature data using the lookup table read from the non-volatile memory 78 by the logic circuit 70.

温度センサー回路90は、温度を検出するセンサー回路である。具体的には温度センサー回路90は、環境の温度に応じて変化する温度依存電圧を、温度検出電圧VTとして出力する。例えば温度センサー回路90は、温度依存性を有する回路素子を利用して温度検出電圧VTを生成する。具体的には温度センサー回路90は、PN接合の順方向電圧が有する温度依存性を用いることで、温度に依存して電圧値が変化する温度検出電圧VTを出力する。PN接合の順方向電圧としては、例えばバイポーラートランジスターのベース・エミッター間電圧などを用いることができる。なおデジタル方式の温度補償処理を行う場合には、温度センサー回路90は、環境温度などの温度を測定し、その結果を温度検出データとして出力する。温度検出データは、温度に対して例えば単調増加又は単調減少するデータである。この場合の温度センサー回路90としては、リングオシレーターの発振周波数が温度依存性を有することを利用した温度センサー回路を用いることができる。具体的には温度センサー回路90は、リングオシレーターとカウンター回路を含む。カウンター回路は、発振回路30からの発振信号OSCに基づくクロック信号により規定されるカウント期間において、リングオシレーターの発振信号である出力パルス信号をカウントし、そのカウント値を温度検出データとして出力する。 The temperature sensor circuit 90 is a sensor circuit that detects temperature. Specifically, the temperature sensor circuit 90 outputs a temperature-dependent voltage that changes according to the temperature of the environment as the temperature detection voltage VT. For example, the temperature sensor circuit 90 generates the temperature detection voltage VT using a circuit element having temperature dependency. Specifically, the temperature sensor circuit 90 outputs the temperature detection voltage VT whose voltage value changes depending on the temperature by using the temperature dependency of the forward voltage of the PN junction. For example, the forward voltage of the PN junction can be the base-emitter voltage of a bipolar transistor. When performing digital temperature compensation processing, the temperature sensor circuit 90 measures a temperature such as the environmental temperature and outputs the result as temperature detection data. The temperature detection data is, for example, data that monotonically increases or decreases with respect to the temperature. In this case, the temperature sensor circuit 90 can be a temperature sensor circuit that utilizes the fact that the oscillation frequency of a ring oscillator has temperature dependency. Specifically, the temperature sensor circuit 90 includes a ring oscillator and a counter circuit. The counter circuit counts the output pulse signal, which is the oscillation signal of the ring oscillator, during a count period defined by a clock signal based on the oscillation signal OSC from the oscillation circuit 30, and outputs the count value as temperature detection data.

出力イネーブルパッドPOEは、クロック信号CKQの出力イネーブルを制御するためのパッドである。具体的には出力イネーブルパッドPOEを介して入力される出力イネーブル信号OEに基づいて、クロック信号CKQの出力イネーブルの制御が行われる。出力イネーブルパッドPOEは、発振器4の外部接続用の外部端子TOEに電気的に接続される。例えばロジック回路70は、出力イネーブルパッドPOEからの出力イネーブル信号OEを受け、出力バッファー回路50でのクロック信号CKQの出力イネーブル制御を行う。例えば出力イネーブル信号OEがアクティブになると、出力バッファー回路50からクロック信号CKQが出力される。一方、出力イネーブル信号OEが非アクティブになると、クロック信号CKQが例えばローレベルなどの固定電圧レベルに設定される。なお信号がアクティブとは、例えば正論理の場合にはハイレベルであり、負論理の場合にはローレベルである。また信号が非アクティブとは、例えば正論理の場合にはローレベルであり、負論理の場合にはハイレベルである。 The output enable pad POE is a pad for controlling the output enable of the clock signal CKQ. Specifically, the output enable of the clock signal CKQ is controlled based on the output enable signal OE input via the output enable pad POE. The output enable pad POE is electrically connected to the external terminal TOE for external connection of the oscillator 4. For example, the logic circuit 70 receives the output enable signal OE from the output enable pad POE and controls the output enable of the clock signal CKQ in the output buffer circuit 50. For example, when the output enable signal OE becomes active, the clock signal CKQ is output from the output buffer circuit 50. On the other hand, when the output enable signal OE becomes inactive, the clock signal CKQ is set to a fixed voltage level, such as a low level. Note that an active signal is, for example, a high level in the case of positive logic, and a low level in the case of negative logic. Also, an inactive signal is, for example, a low level in the case of positive logic, and a high level in the case of negative logic.

テスト回路92は集積回路装置20のテスト用の回路である。このテスト回路92を用いて例えば集積回路装置20のアナログ回路等の回路ブロックのテストが行われる。またインターフェース回路94は、例えばシリアルインターフェースの通信を行うための回路である。例えばテストモード等において、クロックパッドPCKがシリアルクロック信号の入力端子になり、出力イネーブルパッドPOEが、シリアルデータの入出力端子になる。そしてインターフェース回路94は、シリアルクロック信号に同期して、シリアルデータを取り込んだり、シリアルデータを出力するシリアルインターフェースの通信を行う。インターフェース回路94は、例えばSPI(Serial Peripheral Interface)、I2C(Inter-Integrated Circuit)などのシリアルインターフェース回路により実現できる。このようなインターフェース回路94を用いることで、例えば温度補償に用いられる情報を不揮発性メモリー78に書き込むことができる。 The test circuit 92 is a circuit for testing the integrated circuit device 20. For example, the test circuit 92 is used to test circuit blocks such as analog circuits of the integrated circuit device 20. The interface circuit 94 is a circuit for performing serial interface communication. For example, in a test mode, the clock pad PCK becomes an input terminal for a serial clock signal, and the output enable pad POE becomes an input/output terminal for serial data. The interface circuit 94 performs serial interface communication, taking in serial data and outputting serial data in synchronization with the serial clock signal. The interface circuit 94 can be realized by a serial interface circuit such as SPI (Serial Peripheral Interface) or I2C (Inter-Integrated Circuit). By using such an interface circuit 94, for example, information used for temperature compensation can be written to the non-volatile memory 78.

図3にPLL回路40の詳細な構成例を示す。図3ではPLL回路40は、発振信号OSCの周波数を分数逓倍できるフラクショナル-N型のPLL回路となっている。 Figure 3 shows a detailed configuration example of the PLL circuit 40. In Figure 3, the PLL circuit 40 is a fractional-N type PLL circuit that can fractionally multiply the frequency of the oscillation signal OSC.

PLL回路40は、位相比較器41、チャージポンプ回路42、ループフィルター43、電圧制御発振回路44、分周回路45、出力分周回路46を含む。ロジック回路70はデルタシグマ変調回路72を含む。 The PLL circuit 40 includes a phase comparator 41, a charge pump circuit 42, a loop filter 43, a voltage controlled oscillator circuit 44, a frequency divider circuit 45, and an output frequency divider circuit 46. The logic circuit 70 includes a delta-sigma modulation circuit 72.

PLL回路40の位相比較器41は、基準クロック信号である発振信号OSCと、分周回路45からのフィードバッククロック信号FCKの位相を比較し、位相比較結果信号を出力する。位相比較結果信号は、発振信号OSCとフィードバッククロック信号FCKの位相差に応じた信号である。具体的には位相比較器41は、アップ信号又はダウン信号を、位相比較結果信号として出力する。チャージポンプ回路42は、位相比較器41からのアップ信号又はダウン信号である位相比較結果信号を出力電流に変換する。即ち、矩形の電圧パルスであるアップ信号とダウン信号を、矩形の電流パルスである出力電流に変換する。例えばチャージポンプ回路42は、アップ信号が入力された場合には正の電流パルスを出力し、ダウン信号が入力された場合には負の電流パルスを出力する。ループフィルター43は、チャージポンプ回路42の出力信号の平滑化を行って、電圧制御発振回路44の発振周波数を制御する制御電圧を生成して電圧制御発振回路44に出力する。具体的にはループフィルター43は、チャージポンプ回路42の出力電流を電流電圧変換すると共にフィルター処理を行う。ループフィルター43の出力電圧である制御電圧は、例えばアップ信号が出力された場合には上昇し、ダウン信号が出力された場合には下降する。ループフィルター43は例えば3次や4次のRCフィルターにより実現できる。即ち抵抗及びキャパシターを用いたパッシブのRCフィルターにより実現できる。なおループフィルター43は受動素子としてインダクターを用いたパッシブフィルターであってもよい。そしてループフィルター43からの制御電圧が電圧制御発振回路44に入力されることで、バラクター等により実現される可変容量素子の容量が変化して、VCOである電圧制御発振回路44の発振周波数が制御される。そして制御電圧により設定される周波数のクロック信号CKVが分周回路45に出力される。なお電圧制御発振回路44は例えばインダクターを用いた共振回路によりクロック信号CKVを生成する。 The phase comparator 41 of the PLL circuit 40 compares the phase of the oscillation signal OSC, which is a reference clock signal, with the feedback clock signal FCK from the frequency divider circuit 45, and outputs a phase comparison result signal. The phase comparison result signal is a signal corresponding to the phase difference between the oscillation signal OSC and the feedback clock signal FCK. Specifically, the phase comparator 41 outputs an up signal or a down signal as a phase comparison result signal. The charge pump circuit 42 converts the phase comparison result signal, which is an up signal or a down signal from the phase comparator 41, into an output current. That is, the up signal and the down signal, which are rectangular voltage pulses, are converted into an output current, which is a rectangular current pulse. For example, the charge pump circuit 42 outputs a positive current pulse when an up signal is input, and outputs a negative current pulse when a down signal is input. The loop filter 43 smoothes the output signal of the charge pump circuit 42, generates a control voltage that controls the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator circuit 44, and outputs it to the voltage controlled oscillator circuit 44. Specifically, the loop filter 43 performs current-voltage conversion of the output current of the charge pump circuit 42 and performs filtering. The control voltage, which is the output voltage of the loop filter 43, rises when an up signal is output, and falls when a down signal is output. The loop filter 43 can be realized, for example, by a third or fourth order RC filter. That is, it can be realized by a passive RC filter using resistors and capacitors. The loop filter 43 may be a passive filter using an inductor as a passive element. Then, the control voltage from the loop filter 43 is input to the voltage controlled oscillator circuit 44, which changes the capacitance of a variable capacitance element realized by a varactor or the like, thereby controlling the oscillation frequency of the voltage controlled oscillator circuit 44, which is a VCO. Then, a clock signal CKV with a frequency set by the control voltage is output to the frequency divider circuit 45. The voltage controlled oscillator circuit 44 generates the clock signal CKV by, for example, a resonant circuit using an inductor.

そして本実施形態では分周回路45とデルタシグマ変調回路72とによりフラクショナル分周器が構成される。フラクショナル分周器は、PLL回路40の逓倍率の逆数を分周比としてクロック信号CKVを分周し、分周後のクロック信号をフィードバッククロック信号FCKとして位相比較器41に出力する。デルタシグマ変調回路72は、分周比の小数部の値をデルタシグマ変調して、整数である変調値を生成する。例えばデルタシグマ変調回路72は3次や4次のデルタシグマ変調処理を行う。そして分周比の整数部の値と変調値の加算値が、分周比の設定値として分周回路45に設定される。これによりフラクショナル-N型のPLL回路40が実現される。なおPLL回路40には出力分周回路46が設けられており、電圧制御発振回路44からのクロック信号CKVを分周した信号をクロック信号CKとして出力バッファー回路50に出力する。そして出力バッファー回路50は、クロック信号CKをバッファリングした信号をクロック信号CKQとして出力する。なお出力分周回路46を設けないような変形実施も可能である。 In this embodiment, the frequency divider circuit 45 and the delta sigma modulation circuit 72 constitute a fractional frequency divider. The fractional frequency divider divides the clock signal CKV using the inverse of the multiplication rate of the PLL circuit 40 as the division ratio, and outputs the divided clock signal to the phase comparator 41 as the feedback clock signal FCK. The delta sigma modulation circuit 72 performs delta sigma modulation of the decimal part of the frequency division ratio to generate a modulation value that is an integer. For example, the delta sigma modulation circuit 72 performs third or fourth order delta sigma modulation processing. The sum of the integer part of the frequency division ratio and the modulation value is set in the frequency divider circuit 45 as the setting value of the frequency division ratio. This realizes the fractional-N type PLL circuit 40. The PLL circuit 40 is provided with an output frequency divider circuit 46, which divides the clock signal CKV from the voltage controlled oscillator circuit 44 and outputs the divided signal to the output buffer circuit 50 as the clock signal CK. The output buffer circuit 50 then outputs the buffered signal of the clock signal CK as the clock signal CKQ. Note that a modification that does not include the output divider circuit 46 is also possible.

また図3では、図1、図2のレギュレーター64として、レギュレーター65、66、67、68が設けられている。レギュレーター65は、レギュレート電源電圧VREG1を生成して、発振回路30、温度補償回路80、温度センサー回路90に供給する。レギュレーター66は、レギュレート電源電圧VREG2を生成して、PLL回路40のチャージポンプ回路42に供給する。レギュレーター67は、レギュレート電源電圧VREG3を生成して、PLL回路40のループフィルター43、電圧制御発振回路44、出力分周回路46に供給する。レギュレーター68は、レギュレート電源電圧VREG4を生成して、ロジック回路70、PLL回路40の位相比較器41、分周回路45に供給する。例えば電圧制御発振回路44、出力分周回路46等では、クロック信号による高周波ノイズが発生し、ロジック回路70等では、ロジック動作による高周波ノイズが発生する。従って、これらの回路については、レギュレーター67からのレギュレート電源電圧VREG3やレギュレーター68からのレギュレート電源電圧VREG4により動作させる一方で、発振回路30、チャージポンプ回路42等については、レギュレーター65からのレギュレート電源電圧VREG1やレギュレーター66からのレギュレート電源電圧VREG2により動作させる。こうすることで、クロック信号やロジック動作等による高周波ノイズが、発振回路30、チャージポンプ回路42、温度補償回路80等に伝達されるのが抑制され、当該高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。 3, regulators 65, 66, 67, and 68 are provided as regulator 64 in FIGS. 1 and 2. Regulator 65 generates regulated power supply voltage VREG1 and supplies it to oscillation circuit 30, temperature compensation circuit 80, and temperature sensor circuit 90. Regulator 66 generates regulated power supply voltage VREG2 and supplies it to charge pump circuit 42 of PLL circuit 40. Regulator 67 generates regulated power supply voltage VREG3 and supplies it to loop filter 43, voltage controlled oscillation circuit 44, and output divider circuit 46 of PLL circuit 40. Regulator 68 generates regulated power supply voltage VREG4 and supplies it to logic circuit 70, phase comparator 41, and divider circuit 45 of PLL circuit 40. For example, in the voltage controlled oscillator circuit 44 and the output divider circuit 46, high frequency noise is generated by the clock signal, and in the logic circuit 70, high frequency noise is generated by logic operation. Therefore, these circuits are operated by the regulated power supply voltage VREG3 from the regulator 67 and the regulated power supply voltage VREG4 from the regulator 68, while the oscillator circuit 30, the charge pump circuit 42, etc. are operated by the regulated power supply voltage VREG1 from the regulator 65 and the regulated power supply voltage VREG2 from the regulator 66. This prevents high frequency noise caused by the clock signal and logic operation from being transmitted to the oscillator circuit 30, the charge pump circuit 42, the temperature compensation circuit 80, etc., and prevents the accuracy of the clock frequency from decreasing due to the high frequency noise.

以上のように本実施形態の集積回路装置20は、振動子10を用いて発振信号OSCを生成する発振回路30と、発振信号OSCに基づくクロック信号CKQを出力する出力バッファー回路50と、電源パッドPVDDと、グランドパッドPGNDと、クロックパッドPCKを含む。また発振信号OSC又はクロック信号CKQの生成に用いられる直流電圧を生成する基準電圧生成回路62、レギュレーター64等の直流電圧生成回路61を含む。レギュレーター64は例えば図3に示すようなレギュレーター65、66、67、68等である。 As described above, the integrated circuit device 20 of this embodiment includes an oscillator circuit 30 that generates an oscillation signal OSC using an oscillator 10, an output buffer circuit 50 that outputs a clock signal CKQ based on the oscillation signal OSC, a power supply pad PVDD, a ground pad PGND, and a clock pad PCK. It also includes a reference voltage generation circuit 62 that generates a DC voltage used to generate the oscillation signal OSC or the clock signal CKQ, and a DC voltage generation circuit 61 such as a regulator 64. The regulator 64 is, for example, regulators 65, 66, 67, 68, etc. as shown in FIG. 3.

そして、このような集積回路装置20では、出力バッファー回路50やクロックパッドPCKと、基準電圧生成回路62、レギュレーター64等の直流電圧生成回路61との間の電磁的結合や静電結合により、高周波ノイズが直流電圧生成回路61に伝達されて、クロック周波数の精度が低下してしまうという問題が発生することが判明した。具体的には集積回路装置20では、直流電圧生成回路61が出力する基準電圧やレギュレート電源電圧などの直流電圧に基づいて、発振信号OSCを生成したり、クロック信号CKQを生成している。このため、この直流電圧に対して高周波ノイズが重畳されると、発振回路30での発振周波数の精度が低下することでクロック周波数の精度が低下したり、PLL回路40等でのクロック信号の生成の際にクロック周波数の精度が低下するなどの問題が発生する。 And, it was found that such an integrated circuit device 20 has a problem that high-frequency noise is transmitted to the DC voltage generating circuit 61 due to electromagnetic coupling or electrostatic coupling between the output buffer circuit 50 or the clock pad PCK and the DC voltage generating circuit 61 such as the reference voltage generating circuit 62 or the regulator 64, resulting in a decrease in the accuracy of the clock frequency. Specifically, in the integrated circuit device 20, the oscillation signal OSC and the clock signal CKQ are generated based on the DC voltage such as the reference voltage and the regulated power supply voltage output by the DC voltage generating circuit 61. Therefore, when high-frequency noise is superimposed on this DC voltage, the accuracy of the oscillation frequency in the oscillation circuit 30 decreases, thereby decreasing the accuracy of the clock frequency, or the accuracy of the clock frequency decreases when generating a clock signal in the PLL circuit 40, etc., etc., resulting in a problem.

一方、近年では、集積回路装置20の全体面積のうち、パッド面積が占める割合が高くなってきている。そして発振器4に用いられる集積回路装置20では、パッドの下方にはアクティブな回路を配置していなかったため、パッドの配置場所は集積回路装置20においてデッドスペースになっていた。従って、集積回路装置20の全体面積のうち、パッド面積が占める割合が高くなると、パッドによるデッドスペースが増えてしまい、集積回路装置20の小型化の妨げとなってしまう。一方、このようなパッドによるデッドスペースを減らすために、パッドの面積を小さくすると、後述するフリップ実装やボンディグワイヤーによる実装が困難になってしまう。従って、安定的な実装の実現のためには、パッドを更に小面積化することでデッドスペースを減少させるような手法を採用することはできない。 On the other hand, in recent years, the proportion of the total area of the integrated circuit device 20 that is occupied by the pad area has been increasing. In the integrated circuit device 20 used in the oscillator 4, no active circuitry was placed below the pads, so the locations of the pads were dead space in the integrated circuit device 20. Therefore, if the proportion of the pad area that is occupied by the pads in the total area of the integrated circuit device 20 increases, the dead space caused by the pads increases, which hinders miniaturization of the integrated circuit device 20. On the other hand, if the area of the pads is reduced in order to reduce the dead space caused by the pads, it becomes difficult to perform flip mounting or mounting by bonding wire, which will be described later. Therefore, in order to achieve stable mounting, it is not possible to adopt a method of reducing the dead space by further reducing the area of the pads.

また基準電圧生成回路62、レギュレーター64等の直流電圧生成回路61とグランドパッドPGNDとの間の距離が離れていると、他の回路とグランド配線を共有する場合に、有限のグランド配線のインピーダンスによって、直流電圧生成回路61が出力する直流電圧に電位変動が発生してしまう。例えば直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62やレギュレーター64が出力する基準電圧やレギュレート電源電圧に、電位変動が発生してしまう。このように基準電圧やレギュレート電源電圧などの直流電圧に電位変動が発生すると、この直流電圧に基づき生成されるクロック信号の周波数の精度が低下してしまう。 Furthermore, if the distance between the DC voltage generating circuit 61, such as the reference voltage generating circuit 62 or regulator 64, and the ground pad PGND is large, when the ground wiring is shared with other circuits, potential fluctuations occur in the DC voltage output by the DC voltage generating circuit 61 due to the finite impedance of the ground wiring. For example, potential fluctuations occur in the reference voltage and regulated power supply voltage output by the reference voltage generating circuit 62 and regulator 64, which are the DC voltage generating circuit 61. When potential fluctuations occur in DC voltages such as the reference voltage and regulated power supply voltage, the accuracy of the frequency of the clock signal generated based on this DC voltage decreases.

そこで本実施形態では、図4に示すように、平面視において、グランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61とが重なるように配置する。具体的には図4の方向DRでの平面視において、グランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61とが重なるように配置する。例えばグランドパッドPGNDの下方である方向DR側に、直流電圧生成回路61が配置される。方向DRは、例えば集積回路装置20の半導体基板である基板PSUBに直交する方向である。なおグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61の全ての回路部分が平面視において重なっている必要はなく、例えば直流電圧生成回路61の一部がグランドパッドPGNDと重ならないようなレイアウト配置であってもよい。 Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 4, the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 are arranged so as to overlap in a planar view. Specifically, the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 are arranged so as to overlap in a planar view in the direction DR in FIG. 4. For example, the DC voltage generating circuit 61 is arranged on the direction DR side below the ground pad PGND. The direction DR is, for example, a direction perpendicular to the substrate PSUB, which is the semiconductor substrate of the integrated circuit device 20. Note that it is not necessary for all circuit parts of the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 to overlap in a planar view, and for example, the layout may be such that a part of the DC voltage generating circuit 61 does not overlap the ground pad PGND.

図4はグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61の配置関係を示す断面図である。集積回路装置20は、アルミ等の金属層ALA~ALEの5層の配線構造となっており、パッドメタル6は、最上層の金属層ALEにより形成される。具体的にはパッドメタル6は、パッド領域の開口部においてパシベーション膜5から露出しており、後述するフリップ実装やボンディグワイヤーによる実装が可能になっている。またP型の基板PSUBにはP型のウェルPWLとN型のウェルNWLが形成されており、直流電圧生成回路61を構成するN型のトランジスターがP型のウェルPWLに形成され、P型のトランジスターがN型のウェルNWLに形成される。なお図4はグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61の配置関係を模式的に示すものであり、実際には、グランドパッドPGNDのレイアウト面積に対するトランジスターのレイアウト面積は十分に小さく、グランドパッドPGNDの下方には、直流電圧生成回路61を構成するのに必要な個数のトランジスターが配置される。 Figure 4 is a cross-sectional view showing the layout relationship between the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61. The integrated circuit device 20 has a five-layer wiring structure of metal layers ALA to ALE made of aluminum or the like, and the pad metal 6 is formed by the top metal layer ALE. Specifically, the pad metal 6 is exposed from the passivation film 5 at the opening of the pad region, allowing for flip mounting or bonding wire mounting, which will be described later. In addition, a P-type well PWL and an N-type well NWL are formed on the P-type substrate PSUB, and N-type transistors constituting the DC voltage generating circuit 61 are formed in the P-type well PWL, and P-type transistors are formed in the N-type well NWL. Note that Figure 4 is a schematic diagram showing the layout relationship between the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61. In reality, the layout area of the transistors relative to the layout area of the ground pad PGND is sufficiently small, and the number of transistors required to configure the DC voltage generating circuit 61 are arranged below the ground pad PGND.

図5は、グランドパッドPGNDの他の構造例を示す断面図である。図5では、パッドメタル6の上に例えばメッキ等による導電層7、8、9が形成されている。導電層7は、アルミ又はアルミ合金により形成されるパッドメタル6との接合性が良い材料により形成され、例えばニッケル又はニッケル合金により形成される。導電層7は、例えば2μm~10μmの厚さを有している。このように導電層7の厚みを大きくすることで、グランドパッドPGNDにバンプ又はボンディグワイヤーを接合する際に大きな加重がかかっても、この加重がグランドパッドPGNDの下方に伝わりにくくなる。従って、バンプ又はボンディグワイヤーを接合する際の加重が原因となって、グランドパッドPGNDの下方に設けられる直流電圧生成回路61に不具合が発生する事態を防止できるようになる。導電層8は、導電層7と導電層9の間に介在し、導電層7、9の密着性を高めると共に、導電層7が導電層9へ拡散するのを防ぐバリア層として機能する。導電層8は、導電層7と導電層9の双方と密着性が良好な材料により形成され、例えばパラジウム又はパラジウム合金により形成される。なお導電層8は、必要に応じて設けられればよく、例えば導電層7と導電層9の密着性が良好である場合などには省略できる。導電層9は、バンプ又はボンディグワイヤーとの接続層として機能する。導電層9は、バンプ又はボンディグワイヤーとの接触抵抗が低い材料により形成され、例えば金又は金の合金により形成される。図5のような構造のグランドパッドPGNDを用いることで、グランドパッドPGNDにバンプ又はボンディグワイヤーを接合する実装の際の加重に対して、パッド下の直流電圧生成回路61を保護できるようになると共に、バンプ又はボンディグワイヤーを低い接触抵抗で接合できるようになり、実装の容易化や信頼性の向上等を図れるようになる。 Figure 5 is a cross-sectional view showing another example of the structure of the ground pad PGND. In Figure 5, conductive layers 7, 8, and 9 are formed on the pad metal 6 by, for example, plating. The conductive layer 7 is formed of a material that has good adhesion to the pad metal 6 formed of aluminum or an aluminum alloy, for example, nickel or a nickel alloy. The conductive layer 7 has a thickness of, for example, 2 μm to 10 μm. By increasing the thickness of the conductive layer 7 in this way, even if a large load is applied when bonding a bump or a bonding wire to the ground pad PGND, this load is less likely to be transmitted below the ground pad PGND. Therefore, it is possible to prevent a situation in which a malfunction occurs in the DC voltage generating circuit 61 provided below the ground pad PGND due to the load when bonding the bump or the bonding wire. The conductive layer 8 is interposed between the conductive layer 7 and the conductive layer 9, and functions as a barrier layer that increases the adhesion between the conductive layers 7 and 9 and prevents the conductive layer 7 from diffusing into the conductive layer 9. The conductive layer 8 is formed of a material that has good adhesion to both the conductive layer 7 and the conductive layer 9, for example, palladium or a palladium alloy. The conductive layer 8 may be provided as necessary, and may be omitted, for example, when the adhesion between the conductive layer 7 and the conductive layer 9 is good. The conductive layer 9 functions as a connection layer with the bump or bonding wire. The conductive layer 9 is formed of a material that has low contact resistance with the bump or bonding wire, for example, gold or a gold alloy. By using the ground pad PGND having the structure shown in FIG. 5, it is possible to protect the DC voltage generating circuit 61 under the pad against the load applied during mounting when the bump or bonding wire is joined to the ground pad PGND, and it is possible to join the bump or bonding wire with low contact resistance, which makes it possible to facilitate mounting and improve reliability.

以上のように本実施形態では、発振回路30、出力バッファー回路50、直流電圧生成回路61、電源パッドPVDD、グランドパッドPGND、クロックパッドPCKを有する集積回路装置20において、グランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61とが平面視において重なるように配置される。 As described above, in this embodiment, in an integrated circuit device 20 having an oscillator circuit 30, an output buffer circuit 50, a DC voltage generating circuit 61, a power supply pad PVDD, a ground pad PGND, and a clock pad PCK, the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 are arranged so as to overlap in a planar view.

このようにすれば、グランドパッドPGNDがシールド部材として機能するようになり、高周波ノイズが直流電圧生成回路61に伝達されるのを抑制できるようになる。例えばグランドパッドPGNDによるシールド効果により、出力バッファー回路50やクロックパッドPCKと直流電圧生成回路61との間の電磁的結合や静電結合を低減させて、直流電圧生成回路61が出力する直流電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止できる。従って、高周波ノイズが原因で、発振周波数の精度が低下してクロック周波数の精度が低下したり、クロック信号の生成の際にクロック周波数の精度が低下するなどの問題を防止できるようになる。この結果、高精度のクロック信号CKQを生成できる集積回路装置20の実現が可能になる。 In this way, the ground pad PGND functions as a shielding member, making it possible to suppress the transmission of high-frequency noise to the DC voltage generating circuit 61. For example, the shielding effect of the ground pad PGND can reduce electromagnetic and electrostatic coupling between the output buffer circuit 50 or the clock pad PCK and the DC voltage generating circuit 61, preventing high-frequency noise from being superimposed on the DC voltage output by the DC voltage generating circuit 61. This makes it possible to prevent problems such as a decrease in the accuracy of the oscillation frequency, resulting in a decrease in the accuracy of the clock frequency, or a decrease in the accuracy of the clock frequency when a clock signal is generated, caused by high-frequency noise. As a result, it becomes possible to realize an integrated circuit device 20 that can generate a highly accurate clock signal CKQ.

またグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61とが平面視において重なるように配置されることで、グランドパッドPGNDの領域を有効利用して直流電圧生成回路61を配置できるようになる。従って、グランドパッドPGNDの領域がデッドスペースになってしまうのを防止できる。このように、本来ならばデッドスペースとなるグランドパッドPGNDの領域に直流電圧生成回路61を配置することで、集積回路装置20の全体面積のうちパッド面積が占める割合が高くなった場合にも、集積回路装置20のレイアウト面積を小さくすることが可能になり、集積回路装置20の小型化を実現できる。 In addition, by arranging the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 so that they overlap in a planar view, the area of the ground pad PGND can be effectively utilized to arrange the DC voltage generating circuit 61. This prevents the area of the ground pad PGND from becoming dead space. In this way, by arranging the DC voltage generating circuit 61 in the area of the ground pad PGND, which would otherwise be dead space, it is possible to reduce the layout area of the integrated circuit device 20 even if the proportion of the pad area in the total area of the integrated circuit device 20 becomes high, and the integrated circuit device 20 can be made smaller.

またグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61とが平面視において重なるように配置されることで、グランドパッドPGNDから、その直下に配置される直流電圧生成回路61へと向かうショートパスのグランド配線の経路で、グランドパッドPGNDからのグランド電圧を直流電圧生成回路61に供給できるようになる。即ち、グランドパッドPGNDから遠い距離にある他の回路とグランドパッドPGNDとを接続する第1グランド配線とは分離されたショートパスの第2グランド配線の経路で、グランドパッドPGNDからのグランド電圧を、直流電圧生成回路61に供給できるようになる。例えばインピーダンスが極めて小さい第2グランド配線の経路で、グランドパッドPGNDからのグランド電圧を供給できるようになる。従って、グランドパッドPGNDから遠い距離にある他の回路とグランドパッドPGNDとを接続する第1グランド配線が有するインピーダンスを原因とする電位変動が、直流電圧生成回路61が出力する直流電圧に悪影響を与えるのを防止できるようになる。この結果、この電位変動が原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになり、高精度のクロック信号CKQを生成できる集積回路装置20の実現が可能になる。 In addition, by arranging the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 so as to overlap in a plan view, the ground voltage from the ground pad PGND can be supplied to the DC voltage generating circuit 61 through the short-path ground wiring route from the ground pad PGND to the DC voltage generating circuit 61 arranged directly below it. That is, the ground voltage from the ground pad PGND can be supplied to the DC voltage generating circuit 61 through the short-path second ground wiring route separated from the first ground wiring that connects the ground pad PGND to other circuits located far from the ground pad PGND. For example, the ground voltage from the ground pad PGND can be supplied through the second ground wiring route with an extremely small impedance. Therefore, it is possible to prevent the potential fluctuation caused by the impedance of the first ground wiring that connects the ground pad PGND to other circuits located far from the ground pad PGND from adversely affecting the DC voltage output by the DC voltage generating circuit 61. As a result, it becomes possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to this potential fluctuation, and it becomes possible to realize an integrated circuit device 20 that can generate a highly accurate clock signal CKQ.

ここで、グランドパッドPGNDの下方に配置される直流電圧生成回路61は、発振信号OSC又はクロック信号CKQの生成に用いられる直流電圧を生成する回路である。例えば直流電圧生成回路61は、発振回路30に入力される基準電圧や周波数制御電圧などの直流電圧を生成する回路である。或いは直流電圧生成回路61は、発振回路30の発振周波数を制御する温度補償回路80等の周波数制御電圧生成回路に入力される基準電圧や周波数制御電圧などの直流電圧を生成する回路である。或いは直流電圧生成回路61は、発振回路30からの発振信号OSCに基づいて動作するPLL回路40に用いられる直流電圧の生成回路である。 Here, the DC voltage generating circuit 61 arranged below the ground pad PGND is a circuit that generates a DC voltage used to generate the oscillation signal OSC or the clock signal CKQ. For example, the DC voltage generating circuit 61 is a circuit that generates a DC voltage such as a reference voltage or a frequency control voltage that is input to the oscillation circuit 30. Alternatively, the DC voltage generating circuit 61 is a circuit that generates a DC voltage such as a reference voltage or a frequency control voltage that is input to a frequency control voltage generating circuit such as a temperature compensation circuit 80 that controls the oscillation frequency of the oscillation circuit 30. Alternatively, the DC voltage generating circuit 61 is a circuit that generates a DC voltage used in the PLL circuit 40 that operates based on the oscillation signal OSC from the oscillation circuit 30.

具体的には、直流電圧生成回路61は、例えば、バイアス電流、バイアス電圧、又はレギュレート電源電圧の少なくとも1つを生成するための基準電圧を生成する基準電圧生成回路62である。即ち、グランドパッドPGNDと、直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62とが、平面視において重なるように配置される。このようにすれば、グランドパッドPGNDによるシールド効果により、出力バッファー回路50やクロックパッドPCKと基準電圧生成回路62との間の電磁的結合や静電結合を低減させて、基準電圧生成回路62が出力する基準電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止できる。従って、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。またグランドパッドPGNDの領域を有効利用して基準電圧生成回路62を配置できるようになるため、集積回路装置20のレイアウト面積を小さくすることが可能になり、集積回路装置20の小型化を実現できる。またグランドパッドPGNDから遠い距離にある他の回路とグランドパッドPGNDとを接続する第1グランド配線とは分離されたショートパスの第2グランド配線の経路で、グランドパッドPGNDからのグランド電圧を、基準電圧生成回路62に供給できるようになる。従って、他の回路とグランドパッドPGNDとを接続する第1グランド配線が有するインピーダンスを原因とする電位変動が、基準電圧生成回路62の基準電圧に伝達されるのを抑制でき、この電位変動が原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。 Specifically, the DC voltage generating circuit 61 is, for example, a reference voltage generating circuit 62 that generates a reference voltage for generating at least one of a bias current, a bias voltage, or a regulated power supply voltage. That is, the ground pad PGND and the reference voltage generating circuit 62, which is the DC voltage generating circuit 61, are arranged so as to overlap in a plan view. In this way, the shielding effect of the ground pad PGND reduces electromagnetic coupling and electrostatic coupling between the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK and the reference voltage generating circuit 62, thereby preventing high-frequency noise from being superimposed on the reference voltage output by the reference voltage generating circuit 62. Therefore, it is possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to high-frequency noise. In addition, since the reference voltage generating circuit 62 can be arranged by effectively utilizing the area of the ground pad PGND, it is possible to reduce the layout area of the integrated circuit device 20, and the integrated circuit device 20 can be made smaller. In addition, the ground voltage from the ground pad PGND can be supplied to the reference voltage generating circuit 62 via the second ground wiring route, which is a short path separated from the first ground wiring that connects the ground pad PGND to other circuits located far away from the ground pad PGND. Therefore, it is possible to suppress the potential fluctuation caused by the impedance of the first ground wiring that connects the ground pad PGND to other circuits, from being transmitted to the reference voltage of the reference voltage generating circuit 62, and it is possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to this potential fluctuation.

或いは直流電圧生成回路61は、電源電圧VDDに基づいてレギュレート電源電圧を生成するレギュレーター64であってもよい。即ち、グランドパッドPGNDと、直流電圧生成回路61であるレギュレーター64とが、平面視において重なるように配置される。このようにすれば、グランドパッドPGNDによるシールド効果により、レギュレーター64が出力するレギュレート電源電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止でき、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。またグランドパッドPGNDの領域を有効利用してレギュレーター64を配置できるようになるため、集積回路装置20の小型化を実現できる。また他の回路とグランドパッドPGNDとを接続するグランド配線が有するインピーダンスを原因とする電位変動が、レギュレーター64のレギュレート電源電圧に伝達されるのを抑制でき、この電位変動が原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。 Alternatively, the DC voltage generating circuit 61 may be a regulator 64 that generates a regulated power supply voltage based on the power supply voltage VDD. That is, the ground pad PGND and the regulator 64, which is the DC voltage generating circuit 61, are arranged so as to overlap in a plan view. In this way, the shielding effect of the ground pad PGND can prevent high-frequency noise from being superimposed on the regulated power supply voltage output by the regulator 64, and it becomes possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to high-frequency noise. In addition, since the regulator 64 can be arranged by effectively utilizing the area of the ground pad PGND, it is possible to realize a miniaturization of the integrated circuit device 20. In addition, it is possible to suppress the transmission of potential fluctuations caused by the impedance of the ground wiring that connects other circuits to the ground pad PGND to the regulated power supply voltage of the regulator 64, and it becomes possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to this potential fluctuation.

また図3に示すように集積回路装置20は、発振信号OSCに基づいてクロック信号CKを生成するPLL回路40を含み、PLL回路40は、位相比較器41とチャージポンプ回路42とループフィルター43を含む。この場合に、グランドパッドPGNDと平面視において重なるように配置される直流電圧生成回路61は、チャージポンプ回路42や、ループフィルター43や、或いは、チャージポンプ回路42にレギュレート電源電圧VREG2を供給するレギュレーター66であってもよい。即ち、グランドパッドPGNDと、直流電圧生成回路61であるチャージポンプ回路42、ループフィルター43又はレギュレーター66とが、平面視において重なるように配置される。このようにすれば、グランドパッドPGNDによるシールド効果により、チャージポンプ回路42、ループフィルター43又はレギュレーター66の出力電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止でき、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。またグランドパッドPGNDの領域を有効利用してチャージポンプ回路42、ループフィルター43又はレギュレーター66を配置できるようになるため、集積回路装置20の小型化を実現できる。また他の回路とグランドパッドPGNDとを接続するグランド配線が有するインピーダンスを原因とする電位変動が、チャージポンプ回路42、ループフィルター43又はレギュレーター66の出力電圧に伝達されるのを抑制でき、この電位変動が原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。 3, the integrated circuit device 20 includes a PLL circuit 40 that generates a clock signal CK based on an oscillation signal OSC, and the PLL circuit 40 includes a phase comparator 41, a charge pump circuit 42, and a loop filter 43. In this case, the DC voltage generation circuit 61 arranged to overlap the ground pad PGND in a planar view may be the charge pump circuit 42, the loop filter 43, or a regulator 66 that supplies a regulated power supply voltage VREG2 to the charge pump circuit 42. That is, the ground pad PGND and the charge pump circuit 42, the loop filter 43, or the regulator 66 that are the DC voltage generation circuit 61 are arranged to overlap in a planar view. In this way, the shielding effect of the ground pad PGND can prevent high-frequency noise from being superimposed on the output voltage of the charge pump circuit 42, the loop filter 43, or the regulator 66, and it becomes possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to high-frequency noise. In addition, the area of the ground pad PGND can be effectively utilized to place the charge pump circuit 42, the loop filter 43, or the regulator 66, thereby realizing a smaller integrated circuit device 20. In addition, it is possible to suppress the transmission of potential fluctuations caused by the impedance of the ground wiring that connects other circuits to the ground pad PGND to the output voltage of the charge pump circuit 42, the loop filter 43, or the regulator 66, and it is possible to prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to these potential fluctuations.

図6に基準電圧生成回路62の構成例を示す。図6の基準電圧生成回路62は、VDDノードとGNDノードの間に設けられるN型のトランジスターTD1、抵抗RD1、RD2、RD3、バイポーラートランジスターBP1、BP2を含む。また基準電圧生成回路62は、バイアス電圧VBがゲートに入力されるP型のトランジスターTD2、TD3と、トランジスターTD2のドレインノードとGNDノードとの間に設けられるバイポーラートランジスターBP3を含む。基準電圧生成回路62は、バンドギャップリファレンス回路であり、バンドギャップ電圧による基準電圧VREFを生成して出力する。例えばPNP型のバイポーラートランジスターBP1、BP2のベース・エミッター間電圧をVBE1、VBE2とし、ΔVBE=VBE1-VBE2とする。基準電圧生成回路62は、例えばVREF=K×ΔVBE+VBE2となる基準電圧VREFを出力する。Kは抵抗RD1、RD2の抵抗値により設定される。例えばVBE2は負の温度特性を有し、ΔVBEは正の温度特性を有するため、抵抗RD1、RD2の抵抗値を調整することで、温度依存性のない定電圧の基準電圧VREFを生成できるようになる。そして生成される基準電圧VREFはグランド電圧を基準とした定電圧になる。 Figure 6 shows an example of the configuration of the reference voltage generating circuit 62. The reference voltage generating circuit 62 in Figure 6 includes an N-type transistor TD1, resistors RD1, RD2, RD3, and bipolar transistors BP1 and BP2 arranged between the VDD node and the GND node. The reference voltage generating circuit 62 also includes P-type transistors TD2 and TD3, the gate of which is input with a bias voltage VB, and a bipolar transistor BP3 arranged between the drain node of the transistor TD2 and the GND node. The reference voltage generating circuit 62 is a bandgap reference circuit, and generates and outputs a reference voltage VREF based on a bandgap voltage. For example, the base-emitter voltages of the PNP bipolar transistors BP1 and BP2 are VBE1 and VBE2, respectively, and ΔVBE = VBE1 - VBE2. The reference voltage generating circuit 62 outputs a reference voltage VREF, for example, VREF = K x ΔVBE + VBE2. K is set by the resistance values of resistors RD1 and RD2. For example, VBE2 has a negative temperature characteristic and ΔVBE has a positive temperature characteristic, so by adjusting the resistance values of resistors RD1 and RD2, it becomes possible to generate a constant reference voltage VREF that is not temperature dependent. The generated reference voltage VREF is then a constant voltage based on the ground voltage.

図7に基準電圧生成回路62の他の構成例を示す。図7の基準電圧生成回路62もバンドギャップリファレンス回路であり、N型のトランジスターTE1、TE2と、P型のトランジスターTE3、TE4、TE5と、抵抗RE1、RE2と、PN接合を有するダイオードDI1、DI2、DI3を含む。N型のトランジスターTE1、TE2はカレントミラー回路を構成しており、P型のトランジスターTE3、TE4、TE5もカレントミラー回路を構成しているため、これらのトランジスターに流れる電流は、ほぼ等しくなる。またN型のトランジスターTE1、TE2のソースの電圧も、ほぼ等しくなる。またダイオードDI2におけるPN接合の並列接続数は、ダイオードDI1におけるPN接合の並列接続数のM倍になるように形成されている。このため、ダイオードDI1の飽和電流をIsとした場合に、ダイオードDI2の飽和電流はM×Isになる。ここでトランジスターTE3、TE4、TE5に流れる電流をI、ダイオードDI1、DI2、DI3の各々の両端電圧をVd1、Vd2、Vd3、抵抗RE1、RE2の抵抗値をR1、R2とすると、基準電圧生成回路62が生成する基準電圧VREFは下式(1)のように表される。 Figure 7 shows another example of the configuration of the reference voltage generating circuit 62. The reference voltage generating circuit 62 in Figure 7 is also a bandgap reference circuit, and includes N-type transistors TE1 and TE2, P-type transistors TE3, TE4, and TE5, resistors RE1 and RE2, and diodes DI1, DI2, and DI3 having PN junctions. The N-type transistors TE1 and TE2 form a current mirror circuit, and the P-type transistors TE3, TE4, and TE5 also form a current mirror circuit, so that the currents flowing through these transistors are almost equal. The source voltages of the N-type transistors TE1 and TE2 are also almost equal. The number of parallel connections of the PN junctions in the diode DI2 is formed to be M times the number of parallel connections of the PN junctions in the diode DI1. Therefore, when the saturation current of the diode DI1 is Is, the saturation current of the diode DI2 is M x Is. Here, if the current flowing through transistors TE3, TE4, and TE5 is I, the voltages across diodes DI1, DI2, and DI3 are Vd1, Vd2, and Vd3, respectively, and the resistances of resistors RE1 and RE2 are R1 and R2, then the reference voltage VREF generated by the reference voltage generation circuit 62 is expressed by the following equation (1).

VREF=I・R2+Vd3
=(R2/R1)・(kT/q)・In(M)+Vd3 (1)
ここでkはボルツマン定数であり、Tは絶対温度であり、qは電子の電荷である。上式(1)を絶対温度Tで微分すると下式(2)のようになる。
VREF=I・R2+Vd3
=(R2/R1)・(kT/q)・In(M)+Vd3 (1)
Here, k is the Boltzmann constant, T is the absolute temperature, and q is the charge of an electron. Differentiating the above formula (1) with respect to the absolute temperature T gives the following formula (2).

dVREF/dT=(R2/R1)・(k/q)・In(M)+Vd3/dT (2)
上式(2)において、Vd3/dTの項は負の温度特性を有し、これに対応して(R2/R1)・(k/q)・In(M)の値を正の値に調整することで、上式(2)の値をゼロにすることができ、温度依存性がキャンセルされた基準電圧VREFを生成できるようになる。なお基準電圧生成回路62は図6、図7の構成に限定されず、例えばトランジスターの仕事関数差電圧を用いて基準電圧VREFを生成する回路などの種々の構成の回路を用いることができる。
dVREF/dT=(R2/R1)・(k/q)・In(M)+Vd3/dT (2)
In the above formula (2), the term Vd3/dT has a negative temperature characteristic, and the value of (R2/R1)·(k/q)·In(M) is adjusted to a positive value accordingly. By doing so, the value of the above formula (2) can be set to zero, and it becomes possible to generate a reference voltage VREF whose temperature dependency is cancelled. However, the reference voltage VREF is not limited to the above, and may be of various configurations, such as a circuit that generates the reference voltage VREF by using a work function difference voltage of a transistor.

図8にレギュレーター64の構成例を示す。レギュレーター64は、VDDノードとGNDノードの間に直列に設けられた駆動用のN型のトランジスターTA1及び抵抗RA1、RA2と、演算増幅器OPAを含む。またレギュレーター64は、演算増幅器OPAの出力端子側に設けられた抵抗RA3及びキャパシターCAを含むことができる。演算増幅器OPAの非反転入力端子には、基準電圧VREFが入力され、反転入力端子には、レギュレート電源電圧VREGを抵抗RA1、RA2により電圧分割した電圧VDAが入力される。そして演算増幅器OPAの出力端子が、抵抗RA3を介してトランジスターTA1のゲートに入力され、トランジスターTA1のドレインノードからレギュレート電源電圧VREGが出力される。図9にレギュレーター64の他の構成例を示す。図9では、図8とは異なり、駆動用のトランジスターがP型のトランジスターTA2となっており、演算増幅器OPAの反転入力端子に基準電圧VREFが入力され、非反転入力端子に電圧VDAが入力される。また図9では位相補償用のキャパシターCAの接続構成も図8とは異なっている。なお図3で説明したレギュレーター65、66、67、68は例えば図8、図9に示すような構成のレギュレーター64により実現できる。 Figure 8 shows an example of the configuration of the regulator 64. The regulator 64 includes an N-type driving transistor TA1 and resistors RA1 and RA2 arranged in series between the VDD node and the GND node, and an operational amplifier OPA. The regulator 64 may also include a resistor RA3 and a capacitor CA arranged on the output terminal side of the operational amplifier OPA. A reference voltage VREF is input to the non-inverting input terminal of the operational amplifier OPA, and a voltage VDA obtained by dividing the regulated power supply voltage VREG by resistors RA1 and RA2 is input to the inverting input terminal. The output terminal of the operational amplifier OPA is input to the gate of the transistor TA1 via resistor RA3, and the regulated power supply voltage VREG is output from the drain node of the transistor TA1. Figure 9 shows another example of the configuration of the regulator 64. In FIG. 9, unlike FIG. 8, the driving transistor is a P-type transistor TA2, a reference voltage VREF is input to the inverting input terminal of the operational amplifier OPA, and a voltage VDA is input to the non-inverting input terminal. Also, in FIG. 9, the connection configuration of the phase compensation capacitor CA is different from that in FIG. 8. The regulators 65, 66, 67, and 68 described in FIG. 3 can be realized by, for example, a regulator 64 configured as shown in FIG. 8 and FIG. 9.

以上のように基準電圧生成回路62やレギュレーター64は、グランド電圧を基準に基準電圧VREF、レギュレート電源電圧VREGを生成している。従って、出力バッファー回路50等からの高周波ノイズがグランド電圧に重畳されると、基準電圧VREF、レギュレート電源電圧VREGの電位も変動してしまう。このため出力バッファー回路50等からの高周波ノイズがグランド電圧に重畳されるのを抑制する施策を行うことが肝要となる。 As described above, the reference voltage generating circuit 62 and regulator 64 generate the reference voltage VREF and regulated power supply voltage VREG based on the ground voltage. Therefore, when high-frequency noise from the output buffer circuit 50, etc. is superimposed on the ground voltage, the potentials of the reference voltage VREF and regulated power supply voltage VREG also fluctuate. For this reason, it is essential to take measures to prevent high-frequency noise from the output buffer circuit 50, etc. from being superimposed on the ground voltage.

図10に温度センサー回路90の構成例を示す。温度センサー回路90は、電源ノードとGNDノードとの間に直列に設けられた電流源IST、バイポーラートランジスターBPTを含む。バイポーラートランジスターBPTのコレクターノードとベースノードが接続されており、ダイオード接続になっている。これにより、温度センサー回路90の出力ノードNCQから、温度依存性を有する温度検出電圧VTが出力されるようになる。例えばベース・エミッター間電圧の温度依存性により発生する負の温度特性の温度検出電圧VTが出力されるようになる。なお温度センサー回路90の構成は図10の構成に限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば温度センサー回路90の出力ノードNCQとバイポーラートランジスターBPTのコレクターノードの間に抵抗を設けると共に、バイポーラートランジスターBPTのエミッターノードとGNDノートの間に可変抵抗を設けてもよい。このような構成にすることで、温度センサー回路90を用いて温度補償の0次補正を実現できるようになる。 Figure 10 shows an example of the configuration of the temperature sensor circuit 90. The temperature sensor circuit 90 includes a current source IST and a bipolar transistor BPT that are connected in series between a power supply node and a GND node. The collector node and base node of the bipolar transistor BPT are connected to form a diode connection. This allows a temperature detection voltage VT having temperature dependency to be output from the output node NCQ of the temperature sensor circuit 90. For example, a temperature detection voltage VT having a negative temperature characteristic generated by the temperature dependency of the base-emitter voltage is output. Note that the configuration of the temperature sensor circuit 90 is not limited to the configuration of Figure 10, and various modifications are possible. For example, a resistor may be provided between the output node NCQ of the temperature sensor circuit 90 and the collector node of the bipolar transistor BPT, and a variable resistor may be provided between the emitter node of the bipolar transistor BPT and the GND node. With this configuration, it is possible to realize zero-order correction of temperature compensation using the temperature sensor circuit 90.

図11に温度補償回路80の構成例を示す。温度補償回路80は、0次補正回路82、1次補正回路84、高次補正回路86、電流電圧変換回路88を含む。なお例えば3次補正、4次補正、5次補正などを行う場合には、高次補正回路86として、3次補正回路、4次補正回路、5次補正回路などの複数の補正回路が設けられることになる。高次補正回路86は関数発生回路とも呼ばれ、温度補償電圧VCPの特性を近似する多項式に対応する関数電流を発生する。例えば多項式は温度を変数とする関数である。 Figure 11 shows an example of the configuration of the temperature compensation circuit 80. The temperature compensation circuit 80 includes a zero-order correction circuit 82, a primary correction circuit 84, a high-order correction circuit 86, and a current-voltage conversion circuit 88. For example, when performing third-order correction, fourth-order correction, fifth-order correction, etc., a plurality of correction circuits, such as a third-order correction circuit, a fourth-order correction circuit, and a fifth-order correction circuit, are provided as the high-order correction circuit 86. The high-order correction circuit 86 is also called a function generating circuit, and generates a function current corresponding to a polynomial that approximates the characteristics of the temperature compensation voltage VCP. For example, the polynomial is a function with temperature as a variable.

温度補償回路80は、多項式近似によるアナログ方式の温度補償を行う。具体的には温度補償回路80は、温度を変数とする関数である多項式の近似によって温度補償電圧VCPを生成して出力する。例えば図2の不揮発性メモリー78が、温度補償電圧VCPの特性を近似する多項式の0次係数、1次係数、高次係数を、0次補正データ、1次補正データ、高次補正データとして記憶する。そして0次補正回路82、1次補正回路84、高次補正回路86は、これらの0次補正データ、1次補正データ、高次補正データに基づいて、0次補正電流信号、1次補正電流信号、高次補正電流信号を出力する。0次補正電流信号、1次補正電流信号、高次補正電流信号は、関数電流の0次成分信号、1次成分信号、高次成分信号と言うことができる。そして1次補正回路84、高次補正回路86には、温度に対してリニアに変化する温度検出電圧VTに基づいて、1次補正電流信号、高次補正電流信号を生成して出力する。電流電圧変換回路88は、0次補正電流信号、1次補正電流信号、高次補正電流信号の加算処理を行うと共に電流電圧変換を行って、温度補償電圧VCPを出力する。これにより多項式近似によるアナログ方式の温度補償が実現される。なお、上述のように温度センサー回路90を用いて温度補償の0次補正を行う場合には、0次補正回路82の構成は省略できる。 The temperature compensation circuit 80 performs analog temperature compensation using polynomial approximation. Specifically, the temperature compensation circuit 80 generates and outputs a temperature compensation voltage VCP by approximating a polynomial, which is a function with temperature as a variable. For example, the non-volatile memory 78 in FIG. 2 stores the zeroth-order coefficient, the first-order coefficient, and the high-order coefficient of a polynomial that approximates the characteristics of the temperature compensation voltage VCP as zeroth-order correction data, first-order correction data, and high-order correction data. The zeroth-order correction circuit 82, the first-order correction circuit 84, and the high-order correction circuit 86 output a zeroth-order correction current signal, a first-order correction current signal, and a high-order correction current signal based on the zeroth-order correction data, the first-order correction data, and the high-order correction data. The zeroth-order correction current signal, the first-order correction current signal, and the high-order correction current signal can be said to be the zeroth-order component signal, the first-order component signal, and the high-order component signal of the function current. Based on the temperature detection voltage VT, which changes linearly with temperature, the primary correction circuit 84 and the high-order correction circuit 86 generate and output a primary correction current signal and a high-order correction current signal. The current-voltage conversion circuit 88 performs an addition process of the zeroth-order correction current signal, the primary correction current signal, and the high-order correction current signal, and also performs current-voltage conversion to output a temperature compensation voltage VCP. This realizes analog temperature compensation using polynomial approximation. Note that when zeroth-order correction of temperature compensation is performed using the temperature sensor circuit 90 as described above, the configuration of the zeroth-order correction circuit 82 can be omitted.

2.レイアウト配置
図12に本実施形態の集積回路装置20のレイアウト配置例を示す。集積回路装置20の外形は、辺SD1と、辺SD1に対向する辺SD2を含む。辺SD1は第1辺であり、辺SD2は第2辺であり、辺SD2は辺SD1の対辺である。また集積回路装置20の外形は、辺SD1及び辺SD2に交差する辺SD3や辺SD4を含む。辺SD3は第3辺であり、辺SD4は第4辺であり、辺SD4は辺SD3の対辺である。集積回路装置20の外形は、集積回路装置20である例えば矩形の半導体チップの外形である。例えば辺SD1、SD2、SD3、SD4は半導体チップの基板の辺である。半導体チップはシリコンダイとも呼ばれる。ここで辺SD1から辺SD2に向かう方向をDR1とし、辺SD3から辺SD4に向かう方向をDR2とする。また方向DR1の反対方向を方向DR3とし、方向DR2の反対方向を方向DR4とする。方向DR1、DR2、DR3、DR4は、各々、第1方向、第2方向、第3方向、第4方向である。
2. Layout arrangement FIG. 12 shows an example of the layout arrangement of the integrated circuit device 20 of this embodiment. The external shape of the integrated circuit device 20 includes a side SD1 and a side SD2 opposite to the side SD1. The side SD1 is the first side, the side SD2 is the second side, and the side SD2 is the opposite side to the side SD1. The external shape of the integrated circuit device 20 also includes sides SD3 and SD4 intersecting the sides SD1 and SD2. The side SD3 is the third side, the side SD4 is the fourth side, and the side SD4 is the opposite side to the side SD3. The external shape of the integrated circuit device 20 is the external shape of, for example, a rectangular semiconductor chip which is the integrated circuit device 20. For example, the sides SD1, SD2, SD3, and SD4 are the sides of the substrate of the semiconductor chip. The semiconductor chip is also called a silicon die. Here, the direction from the side SD1 toward the side SD2 is defined as DR1, and the direction from the side SD3 toward the side SD4 is defined as DR2. The direction opposite to the direction DR1 is a direction DR3, and the direction opposite to the direction DR2 is a direction DR4. The directions DR1, DR2, DR3, and DR4 are the first direction, the second direction, the third direction, and the fourth direction, respectively.

図12に示すように集積回路装置20には、グランドパッドPGND、電源パッドPVDD、クロックパッドPCK、出力イネーブルパッドPOE、振動子接続用のパッドPX1、PX2が設けられている。例えば電源パッドPVDDは、辺SD1と辺SD3が交差する第1コーナー部に配置される。出力イネーブルパッドPOEは、辺SD2と辺SD3が交差する第2コーナー部に配置される。クロックパッドPCKは辺SD1側に配置され、グランドパッドPGNDは辺SD2側に配置される。例えば辺SD1と辺SD2の中央線と辺SD1との間の第1領域に、クロックパッドPCKが配置され、辺SD1と辺SD2の中央線と辺SD2との間の第2領域に、グランドパッドPGNDが配置される。また振動子接続用のパッドPX1、PX2は、電源パッドPVDDと出力イネーブルパッドPOEの間において、辺SD3に沿って配置される。例えば辺SD3に沿った領域に発振回路30及びパッドPX1、PX2が配置される。 As shown in FIG. 12, the integrated circuit device 20 is provided with a ground pad PGND, a power pad PVDD, a clock pad PCK, an output enable pad POE, and pads PX1 and PX2 for connecting an oscillator. For example, the power pad PVDD is arranged at a first corner where the sides SD1 and SD3 intersect. The output enable pad POE is arranged at a second corner where the sides SD2 and SD3 intersect. The clock pad PCK is arranged on the side SD1, and the ground pad PGND is arranged on the side SD2. For example, the clock pad PCK is arranged in a first region between the center line of the sides SD1 and SD2 and the side SD1, and the ground pad PGND is arranged in a second region between the center line of the sides SD1 and SD2 and the side SD2. The pads PX1 and PX2 for connecting an oscillator are arranged along the side SD3 between the power pad PVDD and the output enable pad POE. For example, the oscillator circuit 30 and pads PX1 and PX2 are arranged in the area along side SD3.

そして図12では、直流電圧生成回路61として基準電圧生成回路62が平面視においてグランドパッドPGNDに重なるように配置されている。即ち図4、図5で説明したようにグランドパッドPGNDの下方に基準電圧生成回路62が配置されている。このようにすれば、グランドパッドPGNDによるシールド効果により、高周波ノイズが基準電圧生成回路62に伝達されるのが抑制され、基準電圧生成回路62が生成する基準電圧に電位変動が発生して、クロック周波数の精度が低下してしまうのを防止できる。またグランドパッドPGNDの配置領域を有効利用して基準電圧生成回路62を配置できるため、集積回路装置20の小面積化を実現できる。 In FIG. 12, the reference voltage generation circuit 62 is arranged as the DC voltage generation circuit 61 so as to overlap the ground pad PGND in a plan view. That is, as explained in FIG. 4 and FIG. 5, the reference voltage generation circuit 62 is arranged below the ground pad PGND. In this way, the shielding effect of the ground pad PGND suppresses the transmission of high-frequency noise to the reference voltage generation circuit 62, and it is possible to prevent potential fluctuations in the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit 62, which would result in a decrease in the accuracy of the clock frequency. In addition, the reference voltage generation circuit 62 can be arranged by effectively utilizing the placement area of the ground pad PGND, thereby realizing a reduction in the area of the integrated circuit device 20.

また図12に示すように本実施形態の集積回路装置20では、平面視において、クロックパッドPCKと出力バッファー回路50とが重なるように配置されている。即ち図4、図5におけるグランドパッドPGNDと直流電圧生成回路61の配置関係と同様に、クロックパッドPCKの下方に出力バッファー回路50が配置されている。なお出力バッファー回路50の全ての回路部分が平面視においてクロックパッドPCKと重なっている必要はなく、例えば出力バッファー回路50の一部がクロックパッドPCKと重ならないようなレイアウト配置であってもよい。 As shown in FIG. 12, in the integrated circuit device 20 of this embodiment, the clock pad PCK and the output buffer circuit 50 are arranged to overlap in a planar view. That is, similar to the positional relationship of the ground pad PGND and the DC voltage generating circuit 61 in FIGS. 4 and 5, the output buffer circuit 50 is arranged below the clock pad PCK. Note that it is not necessary for all circuit parts of the output buffer circuit 50 to overlap with the clock pad PCK in a planar view, and for example, the layout may be such that a portion of the output buffer circuit 50 does not overlap with the clock pad PCK.

このように平面視においてクロックパッドPCKと出力バッファー回路50とが重なるように配置することで、出力バッファー回路50から、その直上に配置されるクロックパッドPCKへと向かうショートパスのクロック配線の経路で、出力バッファー回路50からのクロック信号CKQをクロックパッドPCKに対して出力できるようになる。これによりクロック配線のインピーダンスを最小限に抑えることができ、当該インピーダンスに起因する電位変動を抑制できる。出力バッファー回路50は、外部の大きな負荷を駆動する必要があるため、高い駆動能力を有している。このため、クロック配線のインピーダンスが高いと、その電位変動も大きくなり、クロック信号CKQの信号品質が劣化してしまう。この点、平面視においてクロックパッドPCKと出力バッファー回路50とが重なるように配置すれば、出力バッファー回路50とクロックパッドPCKを接続するクロック配線の経路をショートパスの経路にすることができ、クロック配線のインピーダンスを最小限に抑えることができるため、クロック信号CKQの信号品質の劣化を抑制できるようになる。また、出力バッファー回路50は、外部負荷を駆動できるように高い駆動能力を有しているため、発生する高周波ノイズが大きく、出力バッファー回路50や、クロック信号CKQが出力されるクロックパッドPCKは、高周波ノイズ源となる。この点、平面視においてクロックパッドPCKと出力バッファー回路50とが重なるように配置すれば、このような高周波ノイズ源を1つの場所にまとめて配置できるようになる。これにより、この高周波ノイズ源からのノイズの悪影響を軽減するためのレイアウト配置などの施策を容易に実現することが可能になる。 In this way, by arranging the clock pad PCK and the output buffer circuit 50 so that they overlap in a plan view, the clock signal CKQ from the output buffer circuit 50 can be output to the clock pad PCK through a short-path clock wiring route from the output buffer circuit 50 to the clock pad PCK arranged directly above it. This makes it possible to minimize the impedance of the clock wiring and suppress the potential fluctuation caused by the impedance. The output buffer circuit 50 has high driving capability because it needs to drive a large external load. Therefore, if the impedance of the clock wiring is high, the potential fluctuation will also be large, and the signal quality of the clock signal CKQ will deteriorate. In this regard, if the clock pad PCK and the output buffer circuit 50 are arranged so that they overlap in a plan view, the clock wiring route connecting the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK can be a short-path route, and the impedance of the clock wiring can be minimized, making it possible to suppress deterioration of the signal quality of the clock signal CKQ. In addition, because the output buffer circuit 50 has a high driving capability so that it can drive an external load, it generates a large amount of high-frequency noise, and the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK from which the clock signal CKQ is output become sources of high-frequency noise. In this regard, if the clock pad PCK and the output buffer circuit 50 are arranged so that they overlap in a plan view, such high-frequency noise sources can be arranged together in one place. This makes it easy to implement measures such as layout arrangements to reduce the adverse effects of noise from these high-frequency noise sources.

また図12に示すように集積回路装置20の外形は、辺SD1と、辺SD1に対向する辺SD2とを含み、辺SD1側に、出力バッファー回路50とクロックパッドPCKとが配置され、辺SD2側に、直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62とグランドパッドPGNDとが配置される。辺SD1は第1辺であり、辺SD2は第2辺である。例えば辺SD2に比べて辺SD1に近い場所に、出力バッファー回路50とクロックパッドPCKが配置される。また辺SD1に比べて辺SD2に近い場所に、直流電圧生成回路61である基準電圧生成回路62とグランドパッドPGNDが配置される。例えば辺SD1と、辺SD1と辺SD2の中央線との間の第1領域に、出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKが配置され、辺SD2と、辺SD1と辺SD2の中央線との間の第2領域に、基準電圧生成回路62及びグランドパッドPGNDが配置される。このようにすれば、高周波ノイズ源となる出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKが、辺SD1側に配置される一方で、高周波ノイズを避ける必要がある基準電圧生成回路62及びグランドパッドPGNDが、辺SD2側に配置されるようになる。これにより、高周波ノイズ源となる出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKと、基準電圧生成回路62及びグランドパッドPGNDとの距離を離すことが可能になる。従って、出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKからの高周波ノイズが、基準電圧生成回路62及びグランドパッドPGNDに伝達されるのを抑制することができ、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の劣化を防止できる。 As shown in FIG. 12, the external shape of the integrated circuit device 20 includes a side SD1 and a side SD2 opposite to side SD1, with the output buffer circuit 50 and clock pad PCK arranged on the side SD1, and the reference voltage generation circuit 62, which is a DC voltage generation circuit 61, and the ground pad PGND arranged on the side SD2. Side SD1 is the first side, and side SD2 is the second side. For example, the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK are arranged at a location closer to side SD1 than side SD2. Furthermore, the reference voltage generation circuit 62, which is a DC voltage generation circuit 61, and the ground pad PGND are arranged at a location closer to side SD2 than side SD1. For example, the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK are arranged in a first region between the side SD1 and the center line of the sides SD1 and SD2, and the reference voltage generating circuit 62 and the ground pad PGND are arranged in a second region between the side SD2 and the center line of the sides SD1 and SD2. In this way, the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK, which are high-frequency noise sources, are arranged on the side SD1, while the reference voltage generating circuit 62 and the ground pad PGND, which need to avoid high-frequency noise, are arranged on the side SD2. This makes it possible to separate the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK, which are high-frequency noise sources, from the reference voltage generating circuit 62 and the ground pad PGND. Therefore, it is possible to suppress the transmission of high-frequency noise from the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK to the reference voltage generating circuit 62 and the ground pad PGND, and to prevent deterioration of the accuracy of the clock frequency caused by high-frequency noise.

また集積回路装置20は、発振信号OSCに位相同期したクロック信号CKQを生成するためのPLL動作を行うPLL回路40を含む。例えばPLL回路40が、発振信号OSCに位相同期したクロック信号CKを出力し、出力バッファー回路50が、このクロック信号CKをバッファリングしてクロック信号CKQとして出力する。これにより発振信号OSCに位相同期したクロック信号CKQが集積回路装置20から出力されるようになる。そして直流電圧生成回路61は、PLL回路40の動作に用いられる基準電圧を生成する基準電圧生成回路62である。図3を例にとれば、レギュレーター66、67は、基準電圧生成回路62により生成された基準電圧VREFに基づいて、レギュレート電源電圧VREG2、VREG3を生成し、PLL回路40は、このレギュレート電源電圧VREG2、VREG3に基づいて動作する。或いは、PLL回路40のチャージポンプ回路42や電圧制御発振回路44等は、基準電圧生成回路62により生成された基準電圧VREFに基づくバイアス電流やバイアス電圧に基づいて、チャージポンプ動作や発振動作を行う。このようなPLL回路40を設けることで、集積回路装置20は、発振信号OSCに位相同期し、且つ、周波数が所望の周波数に設定されたクロック信号CKQを出力できるようになる。そして、このようなPLL回路40の動作に必要な基準電圧を生成する基準電圧生成回路62が、平面視においてグランドパッドPGNDに重なるように配置される。これにより、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の低下を防止したり、グランドパッドPGNDの領域を有効利用した基準電圧生成回路62の配置による集積回路装置20の小型化等を実現できるようになる。 The integrated circuit device 20 also includes a PLL circuit 40 that performs a PLL operation to generate a clock signal CKQ that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC. For example, the PLL circuit 40 outputs a clock signal CK that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC, and the output buffer circuit 50 buffers the clock signal CK and outputs it as a clock signal CKQ. This causes the clock signal CKQ that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC to be output from the integrated circuit device 20. The DC voltage generation circuit 61 is a reference voltage generation circuit 62 that generates a reference voltage used for the operation of the PLL circuit 40. Taking FIG. 3 as an example, the regulators 66 and 67 generate regulated power supply voltages VREG2 and VREG3 based on the reference voltage VREF generated by the reference voltage generation circuit 62, and the PLL circuit 40 operates based on these regulated power supply voltages VREG2 and VREG3. Alternatively, the charge pump circuit 42 and the voltage controlled oscillator circuit 44 of the PLL circuit 40 perform charge pump operation and oscillation operation based on a bias current and a bias voltage based on the reference voltage VREF generated by the reference voltage generating circuit 62. By providing such a PLL circuit 40, the integrated circuit device 20 can output a clock signal CKQ that is phase-synchronized with the oscillation signal OSC and has a desired frequency. The reference voltage generating circuit 62 that generates the reference voltage required for the operation of the PLL circuit 40 is arranged so as to overlap the ground pad PGND in a plan view. This makes it possible to prevent a decrease in the accuracy of the clock frequency caused by high-frequency noise, and to realize a reduction in the size of the integrated circuit device 20 by arranging the reference voltage generating circuit 62 in a way that effectively utilizes the area of the ground pad PGND.

また図3で説明したようにPLL回路40は、位相比較器41とチャージポンプ回路42とループフィルター43を含む。そして図12に示すように、チャージポンプ回路42は、第2辺である辺SD2側に設けられる。例えば図12ではチャージポンプ回路42は、辺SD2とグランドパッドPGNDの間に設けられる。例えば辺SD1から辺SD2へと向かう方向をDR1とした場合に、グランドパッドPGNDの方向DR1側にチャージポンプ回路42が配置される。具体的にはチャージポンプ回路42は、位相比較器41と共に辺SD2に沿って配置される。即ちその長辺方向が辺SD2に沿うように配置される。このようにすれば、チャージポンプ回路42を、基準電圧生成回路62やグランドパッドPGNDと共に、辺SD2側にまとめて配置できるようになる。従って、辺SD1側に配置される出力バッファー回路50やクロックパッドPCKから離れた距離の場所に、チャージポンプ回路42、基準電圧生成回路62、グランドパッドPGNDをまとめて配置できるようになる。従って、出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKからの高周波ノイズが、チャージポンプ回路42、基準電圧生成回路62、グランドパッドPGNDに伝達されるのを抑制することができ、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の劣化を防止できる。即ち、図3に示すように、出力バッファー回路50の出力とチャージポンプ回路42の出力との間には寄生容量CPによる容量結合があり、この容量結合により出力バッファー回路50からの高周波ノイズが、チャージポンプ回路42の出力信号に重畳されてしまうおそれがある。そしてチャージポンプ回路42の出力信号に対して、高周波ノイズが重畳されると、電圧制御発振回路44に入力される制御電圧の電位が変動してしまい、PLL回路40が出力するクロック信号CKのクロック周波数の精度が低下し、集積回路装置20が出力するクロック信号CKQのクロック周波数の精度も低下してしまう。この点、チャージポンプ回路42を辺SD2側に配置することで、辺SD1側に配置される出力バッファー回路50、クロックパッドPCKからの距離を離すことができ、これらの高周波ノイズ源からのノイズの伝達を抑制できるため、クロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。 As described in FIG. 3, the PLL circuit 40 includes a phase comparator 41, a charge pump circuit 42, and a loop filter 43. As shown in FIG. 12, the charge pump circuit 42 is provided on the side SD2, which is the second side. For example, in FIG. 12, the charge pump circuit 42 is provided between the side SD2 and the ground pad PGND. For example, if the direction from the side SD1 to the side SD2 is DR1, the charge pump circuit 42 is arranged on the direction DR1 side of the ground pad PGND. Specifically, the charge pump circuit 42 is arranged along the side SD2 together with the phase comparator 41. In other words, it is arranged so that its long side direction is along the side SD2. In this way, the charge pump circuit 42 can be arranged together with the reference voltage generating circuit 62 and the ground pad PGND on the side SD2. Therefore, the charge pump circuit 42, the reference voltage generating circuit 62, and the ground pad PGND can be arranged together at a distance from the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK arranged on the side SD1. Therefore, it is possible to suppress the transmission of high-frequency noise from the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK to the charge pump circuit 42, the reference voltage generating circuit 62, and the ground pad PGND, and to prevent the deterioration of the accuracy of the clock frequency caused by the high-frequency noise. That is, as shown in FIG. 3, there is a capacitive coupling due to the parasitic capacitance CP between the output of the output buffer circuit 50 and the output of the charge pump circuit 42, and this capacitive coupling may cause the high-frequency noise from the output buffer circuit 50 to be superimposed on the output signal of the charge pump circuit 42. If high-frequency noise is superimposed on the output signal of the charge pump circuit 42, the potential of the control voltage input to the voltage controlled oscillator circuit 44 fluctuates, and the accuracy of the clock frequency of the clock signal CK output by the PLL circuit 40 decreases, and the accuracy of the clock frequency of the clock signal CKQ output by the integrated circuit device 20 also decreases. In this regard, by arranging the charge pump circuit 42 on the side SD2, it is possible to increase the distance from the output buffer circuit 50 and clock pad PCK arranged on the side SD1, and the transmission of noise from these high-frequency noise sources can be suppressed, thereby preventing a decrease in the accuracy of the clock frequency.

また図12に示すように、ループフィルター43は、辺SD2側に設けられる。例えば図12では、辺SD2と辺SD4が交差する第3コーナー部にループフィルター43が配置される。例えば辺SD3から辺SD4へと向かう方向をDR2とした場合に、グランドパッドPGNDやチャージポンプ回路42の方向DR2側にループフィルター43が設けられる。このようにすればループフィルター43を、チャージポンプ回路42、基準電圧生成回路62、グランドパッドPGNDと共に、辺SD2側にまとめて配置できるようになる。従って、辺SD1側に配置される出力バッファー回路50やクロックパッドPCKから離れた距離の場所に、ループフィルター43、チャージポンプ回路42、基準電圧生成回路62、グランドパッドPGNDをまとめて配置できるようになる。従って、出力バッファー回路50及びクロックパッドPCKからの高周波ノイズが、ループフィルター43、チャージポンプ回路42、基準電圧生成回路62、グランドパッドPGNDに伝達されるのを抑制することができ、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の劣化を防止できる。 As shown in FIG. 12, the loop filter 43 is provided on the side SD2. For example, in FIG. 12, the loop filter 43 is provided at the third corner where the sides SD2 and SD4 intersect. For example, if the direction from the side SD3 to the side SD4 is DR2, the loop filter 43 is provided on the DR2 side of the ground pad PGND and the charge pump circuit 42. In this way, the loop filter 43 can be arranged together with the charge pump circuit 42, the reference voltage generating circuit 62, and the ground pad PGND on the side SD2. Therefore, the loop filter 43, the charge pump circuit 42, the reference voltage generating circuit 62, and the ground pad PGND can be arranged together at a distance from the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK arranged on the side SD1. Therefore, it is possible to prevent high-frequency noise from the output buffer circuit 50 and the clock pad PCK from being transmitted to the loop filter 43, the charge pump circuit 42, the reference voltage generation circuit 62, and the ground pad PGND, and to prevent deterioration of the accuracy of the clock frequency caused by high-frequency noise.

また図3で説明したように集積回路装置20は、基準電圧VREFに基づいて生成されたレギュレート電源電圧VREG2をチャージポンプ回路42に供給するレギュレーター66を含む。そしてレギュレーター66は、辺SD2側に設けられる。例えばチャージポンプ回路42の出力信号に高周波ノイズが重畳されると、電圧制御発振回路44に入力される制御電圧の電位が変動してしまい、PLL回路40が出力するクロック信号CKのクロック周波数の精度が低下してしまう。このため本実施形態では、チャージポンプ回路42用のレギュレーター66を設け、このレギュレーター66により生成されたレギュレート電源電圧VREG2により、チャージポンプ回路42を動作させている。しかしながら、出力バッファー回路50等からの高周波ノイズが、レギュレート電源電圧VREG2に重畳されてしまうと、チャージポンプ回路42の出力信号にも高周波ノイズが重畳されてしまい、PLL回路40が出力するクロック信号CKのクロック周波数の精度が低下し、集積回路装置20が出力するクロック信号CKQのクロック周波数の精度も低下してしまう。この点、図12では、チャージポンプ回路42のみならず、このチャージポンプ回路42にレギュレート電源電圧VREG2を供給するレギュレーター66についても辺SD2側にまとめて配置している。このようにすれば、レギュレーター66と、出力バッファー回路50等の高周波ノイズ源との距離も離すことが可能になる。これにより、レギュレート電源電圧VREG2に高周波ノイズを重畳されるのを抑制することができ、クロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。またレギュレーター66からのレギュレート電源電圧VREG2を、ショートパスの電源供給線でチャージポンプ回路42に供給できるようになるため、当該電源供給線のインピーダンスを原因とするレギュレート電源電圧VREG2の変動も抑制できるようになる。 3, the integrated circuit device 20 also includes a regulator 66 that supplies the regulated power supply voltage VREG2 generated based on the reference voltage VREF to the charge pump circuit 42. The regulator 66 is provided on the side SD2. For example, if high-frequency noise is superimposed on the output signal of the charge pump circuit 42, the potential of the control voltage input to the voltage-controlled oscillator circuit 44 fluctuates, and the accuracy of the clock frequency of the clock signal CK output by the PLL circuit 40 decreases. For this reason, in this embodiment, a regulator 66 is provided for the charge pump circuit 42, and the charge pump circuit 42 is operated by the regulated power supply voltage VREG2 generated by this regulator 66. However, if high-frequency noise from the output buffer circuit 50 or the like is superimposed on the regulated power supply voltage VREG2, the high-frequency noise is also superimposed on the output signal of the charge pump circuit 42, and the accuracy of the clock frequency of the clock signal CK output by the PLL circuit 40 decreases, and the accuracy of the clock frequency of the clock signal CKQ output by the integrated circuit device 20 also decreases. In this regard, in FIG. 12, not only the charge pump circuit 42 but also the regulator 66 that supplies the regulated power supply voltage VREG2 to the charge pump circuit 42 are arranged together on the side SD2. In this way, it is possible to separate the regulator 66 from the high-frequency noise source such as the output buffer circuit 50. This makes it possible to suppress the superimposition of high-frequency noise on the regulated power supply voltage VREG2, and to prevent a decrease in the accuracy of the clock frequency. In addition, the regulated power supply voltage VREG2 from the regulator 66 can be supplied to the charge pump circuit 42 via a short-path power supply line, which makes it possible to suppress fluctuations in the regulated power supply voltage VREG2 caused by the impedance of the power supply line.

なお図12では、発振回路30等にレギュレート電源電圧VREG1を供給するレギュレーター65は、辺SD3側に配置される。例えばレギュレーター65は、辺SD1と発振回路30との間に辺SD3に沿って配置されており、発振回路30の近傍に配置されている。これによりレギュレーター65からのレギュレート電源電圧VREG1を、ショートパスの電源供給線で発振回路30等に供給できるようになるため、当該電源供給線のインピーダンスを原因とするレギュレート電源電圧VREG1の変動を抑制できるようになる。また電圧制御発振回路44等にレギュレート電源電圧VREG3を供給するレギュレーター67は、辺SD1側に配置される。例えばレギュレーター67は、辺SD1と電圧制御発振回路44との間に配置される。またロジック回路70等にレギュレート電源電圧VREG4を供給するレギュレーター68も、辺SD1側に配置される。例えばレギュレーター68は、ロジック回路70と温度補償回路80の間に配置され、ロジック回路70の近傍に配置される。これによりレギュレーター67、68からのレギュレート電源電圧VREG3、VREG4を、ショートパスの電源供給線で電圧制御発振回路44、ロジック回路70等に供給できるようになるため、当該電源供給線のインピーダンスを原因とするレギュレート電源電圧VREG3、VREG4の変動を抑制できるようになる。 In FIG. 12, the regulator 65 that supplies the regulated power supply voltage VREG1 to the oscillator circuit 30 and the like is arranged on the side SD3. For example, the regulator 65 is arranged along the side SD3 between the side SD1 and the oscillator circuit 30, and is arranged in the vicinity of the oscillator circuit 30. This allows the regulated power supply voltage VREG1 from the regulator 65 to be supplied to the oscillator circuit 30 and the like through a short-path power supply line, making it possible to suppress fluctuations in the regulated power supply voltage VREG1 caused by the impedance of the power supply line. In addition, the regulator 67 that supplies the regulated power supply voltage VREG3 to the voltage-controlled oscillator circuit 44 and the like is arranged on the side SD1. For example, the regulator 67 is arranged between the side SD1 and the voltage-controlled oscillator circuit 44. In addition, the regulator 68 that supplies the regulated power supply voltage VREG4 to the logic circuit 70 and the like is also arranged on the side SD1. For example, the regulator 68 is arranged between the logic circuit 70 and the temperature compensation circuit 80, and is arranged in the vicinity of the logic circuit 70. This allows the regulated power supply voltages VREG3 and VREG4 from the regulators 67 and 68 to be supplied to the voltage controlled oscillator circuit 44, logic circuit 70, etc. via a short-path power supply line, making it possible to suppress fluctuations in the regulated power supply voltages VREG3 and VREG4 caused by the impedance of the power supply line.

また集積回路装置20は、PLL回路40を制御するロジック回路70を含む。図3を例にとればロジック回路70は、デルタシグマ変調によりPLL回路40の分周回路45の分周比を設定する制御を行っている。或いはロジック回路70は、PLL回路40の動作のイネーブル、ディスエーブルの制御を行ったり、PLL回路40の各種の動作モードの設定の制御を行ってもよい。そして図12では、このようなPLL回路40の制御を行うロジック回路70については辺SD1側に設けられる。例えばロジック回路70は、ロジック用のクロック信号に基づき動作し、ロジック動作により高周波ノイズを発生する。そしてこの高周波ノイズが、基準電圧生成回路62が生成する基準電圧やチャージポンプ回路42の出力信号に重畳されると、クロック周波数の精度の低下の問題が発生する。この点、図12では、ロジック回路70についても、出力バッファー回路50等と共に辺SD1側にまとめて配置される。これにより辺SD2側に配置される基準電圧生成回路62やチャージポンプ回路42等と、高周波ノイズ源となるロジック回路70、出力バッファー回路50等との距離を離すことが可能になり、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。 The integrated circuit device 20 also includes a logic circuit 70 that controls the PLL circuit 40. Taking FIG. 3 as an example, the logic circuit 70 controls the setting of the division ratio of the divider circuit 45 of the PLL circuit 40 by delta-sigma modulation. Alternatively, the logic circuit 70 may control the enable and disable of the operation of the PLL circuit 40, or control the setting of various operation modes of the PLL circuit 40. In FIG. 12, the logic circuit 70 that controls the PLL circuit 40 is provided on the side SD1. For example, the logic circuit 70 operates based on a clock signal for logic, and generates high-frequency noise due to the logic operation. If this high-frequency noise is superimposed on the reference voltage generated by the reference voltage generation circuit 62 or the output signal of the charge pump circuit 42, a problem of reduced accuracy of the clock frequency occurs. In this regard, in FIG. 12, the logic circuit 70 is also arranged together with the output buffer circuit 50 and the like on the side SD1. This makes it possible to increase the distance between the reference voltage generation circuit 62, charge pump circuit 42, etc., which are arranged on the side SD2, and the logic circuit 70, output buffer circuit 50, etc., which are sources of high-frequency noise, and prevents a decrease in the accuracy of the clock frequency caused by high-frequency noise.

また図3に示すようにPLL回路40は電圧制御発振回路44を含む。例えばPLL回路40は、ループフィルター43からの制御電圧に応じた発振周波数で発振動作を行ってクロック信号CKVを出力する電圧制御発振回路44を含む。そして図12に示すように電圧制御発振回路44は、クロックパッドPCKとグランドパッドPGNDとの間に設けられる。例えばクロックパッドPCKの方向DR1側に電圧制御発振回路44が設けられ、電圧制御発振回路44の方向DR1側にグランドパッドPGNDが設けられる。このようにすれば、クロックパッドPCKとグランドパッドPGNDとの間の領域を有効利用して、電圧制御発振回路44を配置できるようになり、効率の良いレイアウト配置が可能になる。また電圧制御発振回路44により生成されたクロック信号CKVを、例えば出力分周回路46を介してクロック信号CKとして、ショートパスのクロック信号配線で出力バッファー回路50に入力できるようになる。そして出力バッファー回路50が、このクロック信号CKをバッファリングした信号をクロック信号CKQとして出力できるようになる。例えばクロック信号配線が短くなることで、クロック信号配線から発生する高周波ノイズも低減することが可能になる。なお電圧制御発振回路44は、インダクターを用いた共振回路を有しており、電圧制御発振回路44の配置領域の多くは、インダクターの配置領域になる。このインダクターは、例えば金属線を渦巻き状に配線することなどにより実現される。 As shown in FIG. 3, the PLL circuit 40 includes a voltage-controlled oscillator circuit 44. For example, the PLL circuit 40 includes a voltage-controlled oscillator circuit 44 that performs an oscillation operation at an oscillation frequency according to the control voltage from the loop filter 43 and outputs a clock signal CKV. As shown in FIG. 12, the voltage-controlled oscillator circuit 44 is provided between the clock pad PCK and the ground pad PGND. For example, the voltage-controlled oscillator circuit 44 is provided on the DR1 side of the clock pad PCK, and the ground pad PGND is provided on the DR1 side of the voltage-controlled oscillator circuit 44. In this way, the area between the clock pad PCK and the ground pad PGND can be effectively used to arrange the voltage-controlled oscillator circuit 44, enabling an efficient layout arrangement. In addition, the clock signal CKV generated by the voltage-controlled oscillator circuit 44 can be input to the output buffer circuit 50 as a clock signal CK via the output divider circuit 46, for example, through a short-path clock signal wiring. Then, the output buffer circuit 50 can output a signal obtained by buffering this clock signal CK as a clock signal CKQ. For example, shortening the clock signal wiring also makes it possible to reduce high-frequency noise generated from the clock signal wiring. The voltage-controlled oscillator circuit 44 has a resonant circuit that uses an inductor, and most of the layout area of the voltage-controlled oscillator circuit 44 is the layout area for the inductor. This inductor is realized, for example, by wiring a metal wire in a spiral shape.

また集積回路装置20の外形は、辺SD1、辺SD2に交差する第3辺である辺SD3を含み、発振回路30は、辺SD3側に設けられる。例えば辺SD3に沿って発振回路30が設けられる。具体的には発振回路30の例えば長辺が辺SD3に沿うように発振回路30が配置される。このように発振回路30が辺SD3側に配置されることで、辺SD1側に配置される出力バッファー回路50等と発振回路30との間の距離を離すことができ、出力バッファー回路50の高周波ノイズが発振信号OSCに重畳されて、発振特性が劣化する事態を防止できるようになる。また発振回路30が辺SD3側に配置されることで、辺SD2側に配置される基準電圧生成回路62等と発振回路30との間の距離を離すことができ、発振回路30からの発振ノイズが基準電圧生成回路62の基準電圧等に重畳されて、クロック周波数の精度が低下するなどの事態を防止できるようになる。 The external shape of the integrated circuit device 20 also includes a side SD3, which is a third side intersecting the sides SD1 and SD2, and the oscillator circuit 30 is provided on the side SD3. For example, the oscillator circuit 30 is provided along the side SD3. Specifically, the oscillator circuit 30 is arranged so that, for example, the long side of the oscillator circuit 30 is along the side SD3. By arranging the oscillator circuit 30 on the side SD3 in this way, the distance between the output buffer circuit 50 and the oscillator circuit 30 arranged on the side SD1 side can be increased, and it is possible to prevent a situation in which high-frequency noise from the output buffer circuit 50 is superimposed on the oscillation signal OSC and the oscillation characteristics are deteriorated. In addition, by arranging the oscillator circuit 30 on the side SD3 side, the distance between the reference voltage generation circuit 62 and the oscillator circuit 30 arranged on the side SD2 side can be increased, and it is possible to prevent a situation in which the oscillation noise from the oscillator circuit 30 is superimposed on the reference voltage of the reference voltage generation circuit 62 and the accuracy of the clock frequency is reduced.

また集積回路装置20は、発振信号OSCの発振周波数の温度補償を行う温度補償回路80を含む。そして図12に示すように温度補償回路80は、発振回路30と、クロックパッドPCK及びグランドパッドPGNDとの間に設けられる。例えば発振回路30の方向DR2側に温度補償回路80が設けられ、温度補償回路80の方向DR2側に、クロックパッドPCKやグランドパッドPGNDが設けられる。また温度補償回路80は、発振回路30と電圧制御発振回路44との間に設けられ、発振回路30の方向DR2側に温度補償回路80が設けられ、温度補償回路80の方向DR2側に電圧制御発振回路44が設けられる。このように温度補償回路80を、発振回路30とクロックパッドPCK及びグランドパッドPGNDとの間に設けることで、発振回路30とクロックパッドPCK及びグランドパッドPGNDとの間の領域を有効利用して、温度補償回路80を配置できるようになり、効率の良いレイアウト配置が可能になる。また温度補償回路80を発振回路30の近傍に配置することが可能になり、温度補償回路80からの温度補償電圧VCPをショートパスの信号経路で発振回路30に入力して、発振周波数の温度補償を実現できるようになる。 The integrated circuit device 20 also includes a temperature compensation circuit 80 that performs temperature compensation for the oscillation frequency of the oscillation signal OSC. As shown in FIG. 12, the temperature compensation circuit 80 is provided between the oscillation circuit 30 and the clock pad PCK and ground pad PGND. For example, the temperature compensation circuit 80 is provided on the DR2 side of the oscillation circuit 30, and the clock pad PCK and ground pad PGND are provided on the DR2 side of the temperature compensation circuit 80. The temperature compensation circuit 80 is also provided between the oscillation circuit 30 and the voltage controlled oscillation circuit 44, and the temperature compensation circuit 80 is provided on the DR2 side of the oscillation circuit 30, and the voltage controlled oscillation circuit 44 is provided on the DR2 side of the temperature compensation circuit 80. By providing the temperature compensation circuit 80 between the oscillation circuit 30 and the clock pad PCK and ground pad PGND in this way, the temperature compensation circuit 80 can be arranged by effectively utilizing the area between the oscillation circuit 30 and the clock pad PCK and ground pad PGND, making it possible to arrange the temperature compensation circuit 80 in an efficient layout. It also becomes possible to place the temperature compensation circuit 80 near the oscillation circuit 30, and the temperature compensation voltage VCP from the temperature compensation circuit 80 can be input to the oscillation circuit 30 via a short-path signal path, thereby realizing temperature compensation of the oscillation frequency.

また集積回路装置20は、温度を検出する温度センサー回路90と、温度センサー回路90の出力に基づいて、発振信号OSCの発振周波数の温度補償を行う温度補償回路80と、クロック信号CKQの出力イネーブルを制御するための出力イネーブルパッドPOEを含む。そして図12に示すように、平面視において、温度センサー回路90と出力イネーブルパッドPOEとが重なるように配置される。即ち図4、図5で説明したのと同様に、出力イネーブルパッドPOEの下方に温度センサー回路90が配置される。このようにすれば出力イネーブルパッドPOEの領域を有効利用して、温度センサー回路90を配置できるようになり、出力イネーブルパッドPOEの領域がデッドスペースになってしまうのを防止できる。このように、本来ならばデッドスペースとなる出力イネーブルパッドPOEの領域に温度センサー回路90を配置することで、集積回路装置20の全体面積のうちパッド面積が占める割合が高くなった場合にも、集積回路装置20のレイアウト面積を小さくすることが可能になり、集積回路装置20の小型化を実現できる。また、平面視において温度センサー回路90と出力イネーブルパッドPOEとが重なるように配置すれば、出力イネーブルパッドPOEがシールド部材として機能するようになり、温度センサー回路90に高周波ノイズが伝達されるのを抑制できるようになる。例えば出力イネーブルパッドPOEによるシールド効果により、出力バッファー回路50等と温度センサー回路90との間の電磁的結合や静電結合を低減させて、温度センサー回路90の出力信号に高周波ノイズが重畳されるのを防止できる。従って、高周波ノイズが原因で、温度センサー回路90の出力信号が変動することで、適正な温度補償処理が行われなくなって、クロック周波数の精度が低下するような事態の発生を防止できる。なお図12では、温度センサー回路90と出力イネーブルパッドPOEとが重なるように配置しているが、温度センサー回路90とグランドパッドPGNDとが平面視において重なるように配置するような変形実施も可能である。このようにすれば、温度センサー回路90と出力イネーブルパッドPOEとが重なるように配置した場合と同様に、レイアウト効率の向上や、シールド効果による温度センサー回路90の出力信号の変動の抑制等を実現することが可能になる。 The integrated circuit device 20 also includes a temperature sensor circuit 90 for detecting temperature, a temperature compensation circuit 80 for performing temperature compensation of the oscillation frequency of the oscillation signal OSC based on the output of the temperature sensor circuit 90, and an output enable pad POE for controlling the output enable of the clock signal CKQ. As shown in FIG. 12, the temperature sensor circuit 90 and the output enable pad POE are arranged so as to overlap in a plan view. That is, as described in FIG. 4 and FIG. 5, the temperature sensor circuit 90 is arranged below the output enable pad POE. In this way, the area of the output enable pad POE can be effectively utilized to arrange the temperature sensor circuit 90, and the area of the output enable pad POE can be prevented from becoming a dead space. In this way, by arranging the temperature sensor circuit 90 in the area of the output enable pad POE, which would otherwise be a dead space, it is possible to reduce the layout area of the integrated circuit device 20 even when the proportion of the pad area in the total area of the integrated circuit device 20 becomes high, and the integrated circuit device 20 can be made smaller. In addition, if the temperature sensor circuit 90 and the output enable pad POE are arranged so as to overlap in a plan view, the output enable pad POE functions as a shielding member, and transmission of high-frequency noise to the temperature sensor circuit 90 can be suppressed. For example, the shielding effect of the output enable pad POE reduces electromagnetic coupling and electrostatic coupling between the output buffer circuit 50 and the temperature sensor circuit 90, thereby preventing high-frequency noise from being superimposed on the output signal of the temperature sensor circuit 90. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of a situation in which the output signal of the temperature sensor circuit 90 fluctuates due to high-frequency noise, making it impossible to perform proper temperature compensation processing, and thus reducing the accuracy of the clock frequency. In FIG. 12, the temperature sensor circuit 90 and the output enable pad POE are arranged so as to overlap, but it is also possible to modify the arrangement so that the temperature sensor circuit 90 and the ground pad PGND are arranged so as to overlap in a plan view. In this way, it is possible to improve layout efficiency and suppress fluctuations in the output signal of the temperature sensor circuit 90 due to the shielding effect, as in the case where the temperature sensor circuit 90 and the output enable pad POE are arranged so as to overlap.

なお図2のテスト回路92やインターフェース回路94を平面視において出力イネーブルパッドPOEに重なるように配置してもよい。例えばテスト回路92は出力イネーブルパッドPOEを用いて集積回路装置20のアナログ回路等の内部回路のテストを行うための回路であるため、出力イネーブルパッドPOEの下方に配置することが好適である。インターフェース回路94も出力イネーブルパッドPOEをシリアルデータの入出力端子として用いるため、出力イネーブルパッドPOEの下方に配置することが好適である。 The test circuit 92 and interface circuit 94 in FIG. 2 may be arranged so as to overlap the output enable pad POE in a plan view. For example, the test circuit 92 is a circuit for testing internal circuits such as analog circuits of the integrated circuit device 20 using the output enable pad POE, so it is preferable to arrange it below the output enable pad POE. The interface circuit 94 also uses the output enable pad POE as an input/output terminal for serial data, so it is preferable to arrange it below the output enable pad POE.

なお本実施形態の集積回路装置20のレイアウト配置は図12のような配置には限定されず、種々の変形実施が可能である。例えば図13に集積回路装置20の他のレイアウト配置例を示す。図13では位相比較器41、チャージポンプ回路42、ループフィルター43は辺SD2側に配置されていたが、図12では、位相比較器41、チャージポンプ回路42、ループフィルター43は辺SD1側に配置されている。また図12ではロジック回路70は辺SD1側に配置されていたが、図13ではロジック回路70は辺SD2側に配置されている。図12では、高周波ノイズ源となる回路ブロックを辺SD1側にまとめて配置し、高周波ノイズからの悪影響を避けたい回路ブロックを辺SD2側に配置しており、高周波ノイズによるクロック周波数の精度の低下を防止するという観点では図12のレイアウト配置の方が望ましい。 The layout arrangement of the integrated circuit device 20 of this embodiment is not limited to the arrangement shown in FIG. 12, and various modifications are possible. For example, FIG. 13 shows another layout arrangement example of the integrated circuit device 20. In FIG. 13, the phase comparator 41, the charge pump circuit 42, and the loop filter 43 are arranged on the side SD2, but in FIG. 12, the phase comparator 41, the charge pump circuit 42, and the loop filter 43 are arranged on the side SD1. In FIG. 12, the logic circuit 70 is arranged on the side SD1, but in FIG. 13, the logic circuit 70 is arranged on the side SD2. In FIG. 12, the circuit blocks that are sources of high-frequency noise are arranged together on the side SD1, and the circuit blocks that are to be prevented from being adversely affected by high-frequency noise are arranged on the side SD2. From the viewpoint of preventing a decrease in the accuracy of the clock frequency due to high-frequency noise, the layout arrangement of FIG. 12 is more desirable.

例えば図14は位相ノイズについての説明図であり、横軸がオフセット周波数となっており、縦軸が位相ノイズとなっている。図14のA1は、位相同期を行わずにPLL回路40をフリーで動作させたときのクロック信号CKQのノイズ特性である。一方、A2、A3は、PLL回路40に発振信号OSCとの位相同期を行わせた場合のクロック信号CKQのノイズ特性である。発振信号OSCの位相ノイズは小さいため、PLL回路40に発振信号OSCとの位相同期を行わせることで、図14のA4に示すラインの左側でのインバウンドノイズを低減できる。そして図14のA2は図13のレイアウト配置を採用した場合のノイズ特性であり、A3は図12のレイアウト配置を採用した場合のノイズ特性である。図12に示すように高周波ノイズ源となる出力バッファー回路50、ロジック回路70等を辺SD1側にまとめて配置し、高周波ノイズ源から遠ざけたい基準電圧生成回路62、チャージポンプ回路42等を辺SD2側にまとめて配置することで、図14のA3に示すようにクロック信号CKQの位相ノイズを低減できるようになる。 For example, FIG. 14 is an explanatory diagram of phase noise, with the horizontal axis representing the offset frequency and the vertical axis representing the phase noise. A1 in FIG. 14 is the noise characteristic of the clock signal CKQ when the PLL circuit 40 is operated freely without phase synchronization. Meanwhile, A2 and A3 are the noise characteristics of the clock signal CKQ when the PLL circuit 40 is phase-synchronized with the oscillation signal OSC. Since the phase noise of the oscillation signal OSC is small, the inbound noise on the left side of the line shown in A4 in FIG. 14 can be reduced by having the PLL circuit 40 phase-synchronize with the oscillation signal OSC. A2 in FIG. 14 is the noise characteristic when the layout arrangement in FIG. 13 is adopted, and A3 is the noise characteristic when the layout arrangement in FIG. 12 is adopted. As shown in FIG. 12, the output buffer circuit 50, logic circuit 70, etc., which are sources of high frequency noise, are arranged together on the side SD1, and the reference voltage generation circuit 62, charge pump circuit 42, etc., which should be kept away from the high frequency noise sources, are arranged together on the side SD2, making it possible to reduce the phase noise of the clock signal CKQ, as shown by A3 in FIG. 14.

3.発振器
図15に本実施形態の発振器4の構造例を示す。発振器4は、振動子10と、集積回路装置20と、振動子10及び集積回路装置20を収容するパッケージ15を有する。パッケージ15は、例えばセラミック等により形成され、その内側に収容空間を有しており、この収容空間に振動子10及び集積回路装置20が収容されている。収容空間は気密封止されており、望ましくは真空に近い状態である減圧状態になっている。パッケージ15により、振動子10及び集積回路装置20を衝撃、埃、熱、湿気等から好適に保護することができる。
3. Oscillator Fig. 15 shows an example of the structure of the oscillator 4 of this embodiment. The oscillator 4 has a resonator 10, an integrated circuit device 20, and a package 15 that houses the resonator 10 and the integrated circuit device 20. The package 15 is formed of, for example, ceramics, and has an accommodation space inside, in which the resonator 10 and the integrated circuit device 20 are accommodated. The accommodation space is hermetically sealed, and is preferably in a reduced pressure state that is close to a vacuum. The package 15 can suitably protect the resonator 10 and the integrated circuit device 20 from impact, dust, heat, moisture, and the like.

パッケージ15はベース16とリッド17を有する。具体的にはパッケージ15は、振動子10及び集積回路装置20を支持するベース16と、ベース16との間に収容空間を形成するようにベース16の上面に接合されたリッド17とにより構成されている。そして振動子10は、ベース16の内側に設けられた段差部に端子電極を介して支持されている。また集積回路装置20は、ベース16の内側底面に配置されている。具体的には集積回路装置20は、能動面がベース16の内側底面に向くように配置されている。能動面は集積回路装置20の回路素子が形成される面である。また集積回路装置20の端子であるパッドにバンプBMPが形成されている。そして集積回路装置20は、導電性のバンプBMPを介してベース16の内側底面に支持される。導電性のバンプBMPは例えば金属バンプであり、このバンプBMPやパッケージ15の内部配線や端子電極などを介して、振動子10と集積回路装置20が電気的に接続される。また集積回路装置20は、バンプBMPやパッケージ15の内部配線を介して、発振器4の外部接続端子である外部端子18、19に電気的に接続される。外部端子18、19は、パッケージ15の外側底面に形成されている。外部端子18、19は、外部配線を介して外部デバイスに接続される。外部配線は、例えば外部デバイスが実装される回路基板に形成される配線などである。これにより外部デバイスに対してクロック信号などを出力できるようになる。 The package 15 has a base 16 and a lid 17. Specifically, the package 15 is composed of a base 16 that supports the vibrator 10 and the integrated circuit device 20, and a lid 17 that is joined to the upper surface of the base 16 so as to form a storage space between the base 16 and the lid 17. The vibrator 10 is supported via a terminal electrode on a step provided on the inside of the base 16. The integrated circuit device 20 is also arranged on the inner bottom surface of the base 16. Specifically, the integrated circuit device 20 is arranged so that the active surface faces the inner bottom surface of the base 16. The active surface is the surface on which the circuit elements of the integrated circuit device 20 are formed. A bump BMP is also formed on the pad, which is the terminal of the integrated circuit device 20. The integrated circuit device 20 is supported on the inner bottom surface of the base 16 via a conductive bump BMP. The conductive bump BMP is, for example, a metal bump, and the vibrator 10 and the integrated circuit device 20 are electrically connected via the bump BMP, the internal wiring of the package 15, the terminal electrodes, and the like. Furthermore, the integrated circuit device 20 is electrically connected to external terminals 18, 19, which are external connection terminals of the oscillator 4, via the bumps BMP and the internal wiring of the package 15. The external terminals 18, 19 are formed on the outer bottom surface of the package 15. The external terminals 18, 19 are connected to an external device via external wiring. The external wiring is, for example, wiring formed on a circuit board on which the external device is mounted. This makes it possible to output a clock signal, etc. to the external device.

なお図15では、集積回路装置20の能動面が下方に向くように集積回路装置20がフリップ実装されているが、本実施形態はこのような実装には限定されない。例えば集積回路装置20の能動面が上方に向くように集積回路装置20を実装してもよい。即ち能動面が振動子10に対向するように集積回路装置20を実装する。或いは、発振器4は、ウェハレベルパッケージ(WLP)の発振器であってもよい。この場合には発振器4は、半導体基板と、半導体基板の第1面と第2面との間を貫通する貫通電極とを有するベースと、半導体基板の第1面に対して、金属バンプ等の導電性の接合部材を介して固定される振動子10と、半導体基板の第2面側に再配置配線層等の絶縁層を介して設けられる外部端子を含む。そして半導体基板の第1面又は第2面に、集積回路装置20となる集積回路が形成される。この場合には、振動子10及び集積回路が配置された複数のベースが形成された第1半導体ウェハーと、複数のリッドが形成された第2半導体ウェハーとを貼りつけることで、複数のベースと複数のリッドを接合し、その後にダイシングソー等によって発振器4の個片化を行う。このようにすれば、ウェハレベルパッケージの発振器4の実現が可能になり、高スループット、且つ、低コストでの発振器4の製造が可能になる。 15, the integrated circuit device 20 is flip-mounted so that the active surface of the integrated circuit device 20 faces downward, but this embodiment is not limited to such mounting. For example, the integrated circuit device 20 may be mounted so that the active surface of the integrated circuit device 20 faces upward. That is, the integrated circuit device 20 is mounted so that the active surface faces the vibrator 10. Alternatively, the oscillator 4 may be a wafer-level package (WLP) oscillator. In this case, the oscillator 4 includes a semiconductor substrate, a base having a through electrode penetrating between the first surface and the second surface of the semiconductor substrate, the vibrator 10 fixed to the first surface of the semiconductor substrate via a conductive bonding member such as a metal bump, and an external terminal provided on the second surface side of the semiconductor substrate via an insulating layer such as a relocation wiring layer. Then, an integrated circuit that becomes the integrated circuit device 20 is formed on the first surface or the second surface of the semiconductor substrate. In this case, a first semiconductor wafer having a plurality of bases on which the vibrators 10 and integrated circuits are arranged is attached to a second semiconductor wafer having a plurality of lids, and the plurality of bases and the plurality of lids are then bonded together, and the oscillators 4 are then separated into individual pieces using a dicing saw or the like. In this way, it becomes possible to realize a wafer-level packaged oscillator 4, and it becomes possible to manufacture the oscillators 4 with high throughput and at low cost.

以上に説明したように本実施形態の集積回路装置は、振動子を用いて発振信号を生成する発振回路と、発振信号に基づくクロック信号を出力する出力バッファー回路と、発振信号又はクロック信号の生成に用いられる直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、電源電圧が供給される電源パッドと、グランド電圧が供給されるグランドパッドと、クロック信号が出力されるクロックパッドとを含む。そして平面視において、グランドパッドと直流電圧生成回路とが重なるように配置される。 As described above, the integrated circuit device of this embodiment includes an oscillation circuit that generates an oscillation signal using an oscillator, an output buffer circuit that outputs a clock signal based on the oscillation signal, a DC voltage generation circuit that generates a DC voltage used to generate the oscillation signal or the clock signal, a power supply pad to which a power supply voltage is supplied, a ground pad to which a ground voltage is supplied, and a clock pad to which a clock signal is output. In a plan view, the ground pad and the DC voltage generation circuit are arranged to overlap.

本実施形態によれば、電源パッド、グランドパッドにより集積回路装置に電源電圧、グランド電圧が供給され、振動子を用いて発振回路により発振信号が生成され、発振信号に基づくクロック信号が出力バッファー回路によりクロックパッドから出力される。そして、発振信号又はクロック信号の生成に用いられる直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、グランドパッドとが、平面視において重なるように配置される。このようにすれば、グランドパッドがシールド部材として機能するようになり、高周波ノイズが直流電圧生成回路に伝達されるのを抑制できるようになり、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するなどの問題を防止できるようになる。また本来ならばデッドスペースとなるグランドパッドの領域を有効利用して直流電圧生成回路を配置できるようになるため、効率的なレイアウト配置が可能になり、集積回路装置の小型化を実現できる。このように本実施形態によれば、グランドパッドのシールド効果等によるクロック周波数の精度の低下の防止とパッド領域を有効利用した効率的なレイアウト配置を両立して実現できる集積回路装置等の提供が可能になる。 According to this embodiment, the power supply voltage and ground voltage are supplied to the integrated circuit device by the power supply pad and ground pad, an oscillation signal is generated by the oscillator circuit using an oscillator, and a clock signal based on the oscillation signal is output from the clock pad by the output buffer circuit. The DC voltage generation circuit that generates the DC voltage used to generate the oscillation signal or clock signal and the ground pad are arranged so as to overlap in a plan view. In this way, the ground pad functions as a shielding member, and it is possible to suppress the transmission of high-frequency noise to the DC voltage generation circuit, and it is possible to prevent problems such as a decrease in the accuracy of the clock frequency due to high-frequency noise. In addition, since it is possible to effectively utilize the area of the ground pad that would otherwise be dead space to arrange the DC voltage generation circuit, an efficient layout arrangement is possible, and the integrated circuit device can be made smaller. Thus, according to this embodiment, it is possible to provide an integrated circuit device or the like that can achieve both prevention of a decrease in the accuracy of the clock frequency due to the shielding effect of the ground pad and an efficient layout arrangement that effectively utilizes the pad area.

また本実施形態では、平面視において、クロックパッドと出力バッファー回路とが重なるように配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the clock pad and the output buffer circuit may be arranged to overlap in a plan view.

このようにすれば、出力バッファー回路から、その直上に配置されるクロックパッドへと向かうショートパスのクロック配線の経路で、出力バッファー回路からのクロック信号をクロックパッドに対して出力できるようになる。これによりクロック配線のインピーダンスを最小限に抑えることができ、当該インピーダンスに起因する電位変動を抑制できる。また高周波ノイズ源となる出力バッファー回路とクロックパッドを1つの場所にまとめて配置できるようになるため、高周波ノイズ源からのノイズの悪影響を軽減するためのレイアウト配置などの施策を容易に実現することが可能になる。 In this way, the clock signal from the output buffer circuit can be output to the clock pad via a short-path clock wiring route that runs from the output buffer circuit to the clock pad placed directly above it. This makes it possible to minimize the impedance of the clock wiring and suppress potential fluctuations caused by that impedance. In addition, because the output buffer circuit and the clock pad, which are sources of high-frequency noise, can be placed together in one location, it becomes possible to easily implement measures such as layout arrangements to reduce the adverse effects of noise from high-frequency noise sources.

また本実施形態では、直流電圧生成回路は、バイアス電流、バイアス電圧、又はレギュレート電源電圧の少なくとも1つを生成するための基準電圧を生成する基準電圧生成回路であってもよい。 In this embodiment, the DC voltage generation circuit may be a reference voltage generation circuit that generates a reference voltage for generating at least one of a bias current, a bias voltage, or a regulated power supply voltage.

このようにすれば、グランドパッドによるシールド効果により、出力バッファー回路やクロックパッドと基準電圧生成回路との間の電磁的結合や静電結合を低減させて、基準電圧生成回路が出力する基準電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止できる。 In this way, the shielding effect of the ground pad reduces electromagnetic and electrostatic coupling between the output buffer circuit or clock pad and the reference voltage generation circuit, preventing high-frequency noise from being superimposed on the reference voltage output by the reference voltage generation circuit.

また本実施形態では、直流電圧生成回路は、電源電圧に基づいてレギュレート電源電圧を生成するレギュレーターであってもよい。 In this embodiment, the DC voltage generating circuit may be a regulator that generates a regulated power supply voltage based on the power supply voltage.

このようにすれば、グランドパッドによるシールド効果により、レギュレーターが出力するレギュレート電源電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止でき、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。 In this way, the shielding effect of the ground pad prevents high-frequency noise from being superimposed on the regulated power supply voltage output by the regulator, and prevents the accuracy of the clock frequency from being reduced due to high-frequency noise.

また本実施形態では、発振信号に位相同期したクロック信号を生成するためのPLL動作を行うPLL回路を含み、PLL回路は、位相比較器とチャージポンプ回路とループフィルターとを含み、直流電圧生成回路は、チャージポンプ回路、ループフィルター、或いはチャージポンプ回路にレギュレート電源電圧を供給するレギュレーターであってもよい。 In this embodiment, the PLL circuit performs PLL operation to generate a clock signal that is phase-synchronized with the oscillation signal, and the PLL circuit includes a phase comparator, a charge pump circuit, and a loop filter. The DC voltage generation circuit may be a charge pump circuit, a loop filter, or a regulator that supplies a regulated power supply voltage to the charge pump circuit.

このようにすれば、グランドパッドによるシールド効果により、チャージポンプ回路、ループフィルター又はレギュレーターの出力電圧に対して高周波ノイズが重畳されるのを防止でき、高周波ノイズが原因でクロック周波数の精度が低下するのを防止できるようになる。 In this way, the shielding effect of the ground pad can prevent high-frequency noise from being superimposed on the output voltage of the charge pump circuit, loop filter, or regulator, and can prevent the accuracy of the clock frequency from decreasing due to high-frequency noise.

また本実施形態では、集積回路装置の外形は、第1辺と、第1辺に対向する第2辺とを含み、第1辺側に出力バッファー回路とクロックパッドとが配置され、第2辺側に直流電圧生成回路とグランドパッドとが配置されてもよい。 In addition, in this embodiment, the external shape of the integrated circuit device may include a first side and a second side opposite to the first side, with the output buffer circuit and clock pads arranged on the first side, and the DC voltage generating circuit and ground pads arranged on the second side.

このようにすれば、高周波ノイズ源となる出力バッファー回路やクロックパッドと、直流電圧生成回路やグランドパッドとの距離を離すことが可能になり、出力バッファー回路やクロックパッドからの高周波ノイズが、直流電圧生成回路やグランドパッドに伝達されるのを抑制することが可能になる。 This makes it possible to separate the output buffer circuit and clock pad, which are sources of high-frequency noise, from the DC voltage generation circuit and ground pad, and prevents high-frequency noise from the output buffer circuit and clock pad from being transmitted to the DC voltage generation circuit and ground pad.

また本実施形態では、発振信号に位相同期したクロック信号を生成するためのPLL動作を行うPLL回路を含み、直流電圧生成回路は、PLL回路の動作に用いられる基準電圧を生成する基準電圧生成回路であってもよい。 In addition, this embodiment includes a PLL circuit that performs PLL operation to generate a clock signal that is phase-synchronized with the oscillation signal, and the DC voltage generation circuit may be a reference voltage generation circuit that generates a reference voltage used in the operation of the PLL circuit.

このようなPLL回を設けることで、発振信号に位相同期し、且つ、周波数が所望の周波数に設定されたクロック信号を出力できるようになる。そして、このようなPLL回路の動作に必要な基準電圧を生成する基準電圧生成回路が、平面視においてグランドパッドに重なるように配置されるようになり、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の低下等を防止できるようになる。 By providing such a PLL circuit, it becomes possible to output a clock signal that is phase-synchronized with the oscillation signal and has a frequency set to the desired frequency. The reference voltage generation circuit that generates the reference voltage required for the operation of such a PLL circuit is arranged so that it overlaps the ground pad in a plan view, making it possible to prevent deterioration of the accuracy of the clock frequency due to high-frequency noise, etc.

また本実施形態では、PLL回路は、位相比較器とチャージポンプ回路とループフィルターとを含み、チャージポンプ回路は、第2辺側に設けられてもよい。 In this embodiment, the PLL circuit includes a phase comparator, a charge pump circuit, and a loop filter, and the charge pump circuit may be provided on the second side.

このようにすれば、第1辺側に配置される出力バッファー回路やクロックパッドから離れた距離の場所に、チャージポンプ回路、基準電圧生成回路、グランドパッドをまとめて配置できるようになり、出力バッファー回路やクロックパッドからの高周波ノイズが、チャージポンプ回路等に伝達されるのを抑制することが可能になる。 In this way, the charge pump circuit, reference voltage generation circuit, and ground pad can be placed together at a distance from the output buffer circuit and clock pad located on the first side, making it possible to prevent high-frequency noise from the output buffer circuit and clock pad from being transmitted to the charge pump circuit, etc.

また本実施形態では、ループフィルターは、第2辺側に設けられてもよい。 In this embodiment, the loop filter may also be provided on the second side.

このようにすれば、第1辺側に配置される出力バッファー回路やクロックパッドから離れた距離の場所に、ループフィルター、基準電圧生成回路、グランドパッド等をまとめて配置できるようになり、出力バッファー回路やクロックパッドからの高周波ノイズが、ループフィルター等に伝達されるのを抑制することが可能になる。 In this way, the loop filter, reference voltage generation circuit, ground pad, etc. can be placed together at a distance from the output buffer circuit and clock pad located on the first side, making it possible to prevent high-frequency noise from the output buffer circuit and clock pad from being transmitted to the loop filter, etc.

また本実施形態では、基準電圧に基づいて生成されたレギュレート電源電圧をチャージポンプ回路に供給するレギュレーターを含み、レギュレーターは、第2辺側に設けられてもよい。 The present embodiment also includes a regulator that supplies a regulated power supply voltage generated based on the reference voltage to the charge pump circuit, and the regulator may be provided on the second side.

このようにすれば、レギュレーターと出力バッファー回路等の高周波ノイズ源との距離を離すことが可能になり、レギュレート電源電圧に高周波ノイズを重畳されるのを抑制することができ、クロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。 This makes it possible to separate the regulator from sources of high-frequency noise such as the output buffer circuit, suppressing the superposition of high-frequency noise on the regulated power supply voltage and preventing a decrease in the accuracy of the clock frequency.

また本実施形態では、PLL回路を制御するロジック回路を含み、ロジック回路は、第1辺側に設けられてもよい。 In this embodiment, a logic circuit that controls the PLL circuit may also be included, and the logic circuit may be provided on the first side.

このようにすれば、ロジック回路についても、出力バッファー回路等と共に第1辺側にまとめて配置されるようになる。これにより第1辺側に配置される基準電圧生成回路等と、高周波ノイズ源となるロジック回路、出力バッファー回路等との距離を離すことが可能になり、高周波ノイズを原因とするクロック周波数の精度の低下を防止できるようになる。 In this way, the logic circuits are also arranged together with the output buffer circuits, etc., on the first side. This makes it possible to increase the distance between the reference voltage generation circuits, etc., arranged on the first side, and the logic circuits, output buffer circuits, etc., which are sources of high-frequency noise, and makes it possible to prevent a decrease in the accuracy of the clock frequency caused by high-frequency noise.

また本実施形態では、PLL回路は、電圧制御発振回路を含み、電圧制御発振回路は、クロックパッドとグランドパッドとの間に設けられてもよい。 In this embodiment, the PLL circuit may also include a voltage-controlled oscillator circuit, which may be provided between the clock pad and the ground pad.

このようにすれば、クロックパッドとグランドパッドとの間の領域を有効利用して、電圧制御発振回路を配置できるようになり、効率の良いレイアウト配置が可能になる。 This allows the voltage-controlled oscillator circuit to be placed by effectively utilizing the area between the clock pad and the ground pad, enabling an efficient layout arrangement.

また本実施形態では、集積回路装置の外形は、第1辺及び第2辺に交差する第3辺を含み、発振回路は、第3辺側に設けられてもよい。 In addition, in this embodiment, the external shape of the integrated circuit device may include a third side that intersects with the first side and the second side, and the oscillator circuit may be provided on the third side.

このようにすれば、第1辺側に配置される出力バッファー回路等と発振回路との間の距離を離すことができ、出力バッファー回路の高周波ノイズが発振信号に重畳されて、発振特性が劣化する事態を防止できるようになる。また第2辺側に配置される基準電圧生成回路等と発振回路との間の距離を離すことができ、発振回路からの発振ノイズが基準電圧生成回路の基準電圧等に重畳されて、クロック周波数の精度が低下するなどの事態を防止できるようになる。 In this way, the distance between the output buffer circuit etc. arranged on the first side and the oscillation circuit can be increased, making it possible to prevent a situation in which high-frequency noise from the output buffer circuit is superimposed on the oscillation signal and the oscillation characteristics deteriorate. In addition, the distance between the reference voltage generation circuit etc. arranged on the second side and the oscillation circuit can be increased, making it possible to prevent a situation in which oscillation noise from the oscillation circuit is superimposed on the reference voltage etc. of the reference voltage generation circuit and the accuracy of the clock frequency decreases.

また本実施形態では、発振信号の発振周波数の温度補償を行う温度補償回路を含み、温度補償回路は、発振回路と、クロックパッド及びグランドパッドとの間に設けられてもよい。 In addition, this embodiment includes a temperature compensation circuit that performs temperature compensation for the oscillation frequency of the oscillation signal, and the temperature compensation circuit may be provided between the oscillation circuit and the clock pad and ground pad.

このようにすれば、発振回路とクロックパッド及びグランドパッドとの間の領域を有効利用して、温度補償回路を配置できるようになり、効率の良いレイアウト配置が可能になる。 This allows the temperature compensation circuit to be placed by effectively utilizing the area between the oscillator circuit and the clock and ground pads, enabling an efficient layout arrangement.

また本実施形態では、温度を検出する温度センサー回路と、温度センサー回路の出力に基づいて、発振信号の発振周波数の温度補償を行う温度補償回路と、クロック信号の出力イネーブルを制御するための出力イネーブルパッドとを含んでもよい。そして平面視において、温度センサー回路と出力イネーブルパッド又はグランドパッドとが重なるように配置されてもよい。 In this embodiment, the circuit may also include a temperature sensor circuit that detects temperature, a temperature compensation circuit that performs temperature compensation for the oscillation frequency of the oscillation signal based on the output of the temperature sensor circuit, and an output enable pad for controlling the output enable of the clock signal. In addition, the temperature sensor circuit and the output enable pad or the ground pad may be arranged to overlap each other in a plan view.

このようにすれば、出力イネーブルパッド又はグランドパッドによるシールド効果により、出力バッファー回路等と温度センサー回路との間の電磁的結合や静電結合を低減させて、温度センサー回路の出力信号に高周波ノイズが重畳されるのを防止できるようになる。 In this way, the shielding effect of the output enable pad or ground pad reduces electromagnetic and electrostatic coupling between the output buffer circuit and the temperature sensor circuit, preventing high-frequency noise from being superimposed on the output signal of the temperature sensor circuit.

また本実施形態は、上記に記載の集積回路装置と、振動子と、を含む発振器に関係する。 This embodiment also relates to an oscillator that includes the integrated circuit device described above and a resonator.

なお、上記のように本実施形態について詳細に説明したが、本開示の新規事項および効果から実体的に逸脱しない多くの変形が可能であることは当業者には容易に理解できるであろう。従って、このような変形例はすべて本開示の範囲に含まれるものとする。例えば、明細書又は図面において、少なくとも一度、より広義または同義な異なる用語と共に記載された用語は、明細書又は図面のいかなる箇所においても、その異なる用語に置き換えることができる。また本実施形態及び変形例の全ての組み合わせも、本開示の範囲に含まれる。また集積回路装置、発振器の構成・動作等も本実施形態で説明したものに限定されず、種々の変形実施が可能である。 Although the present embodiment has been described in detail above, it will be readily apparent to those skilled in the art that many modifications are possible that do not substantially deviate from the novel matters and effects of the present disclosure. Therefore, all such modifications are intended to be included within the scope of the present disclosure. For example, a term described at least once in the specification or drawings together with a different term having a broader or similar meaning may be replaced with that different term anywhere in the specification or drawings. All combinations of the present embodiment and modifications are also included within the scope of the present disclosure. Furthermore, the configurations and operations of the integrated circuit device and oscillator are not limited to those described in the present embodiment, and various modifications are possible.

4…発振器、5…パシベーション膜、6…パッドメタル、7、8、9…導電層、10…振動子、15…パッケージ、16…ベース、17…リッド、18、19…外部端子、20…集積回路装置、30…発振回路、40…PLL回路、41…位相比較器、42…チャージポンプ回路、43…ループフィルター、44…電圧制御発振回路、45…分周回路、46…出力分周回路、50…出力バッファー回路、60…電源回路、61…直流電圧生成回路、62…基準電圧生成回路、64、65、66、67、68…レギュレーター、70…ロジック回路、72…デルタシグマ変調回路、78…不揮発性メモリー、80…温度補償回路、82…0次補正回路、84…1次補正回路、86…高次補正回路、88…電流電圧変換回路、90…温度センサー回路、92…テスト回路、94…インターフェース回路、
BMP…バンプ、BP1、BP2、BP3、BPT…バイポーラートランジスター、CA…キャパシター、CK、CKQ、CKV…クロック信号、CP…寄生容量、DI1、DI2、DI3…ダイオード、DR、DR1、DR2、DR3、DR4…方向、FCK…フィードバッククロック信号、IST…電流源、NWL…ウェル、OE…出力イネーブル信号、OPA…演算増幅器、OSC…発振信号、PCK…クロックパッド、PGND…グランドパッド、POE…出力イネーブルパッド、PSUB…基板、PVDD…電源パッド、PWL…ウェル、PX1、PX2…パッド、RA1~RA3、RD1~RD3、RE1、RE2…抵抗、SD1、SD2、SD3、SD4…辺、TA1、TA2、TD1~TD3、TE1~TE5…トランジスター、TCK、TGND、TOE、TVDD…外部端子、VB…バイアス電圧、VCP…温度補償電圧、VDD…電源電圧、VREF…基準電圧、VREG、VREG1、VREG2、VREG3、VREG4…レギュレート電源電圧、VT…温度検出電圧
Reference Signs List 4: oscillator, 5: passivation film, 6: pad metal, 7, 8, 9: conductive layer, 10: resonator, 15: package, 16: base, 17: lid, 18, 19: external terminal, 20: integrated circuit device, 30: oscillation circuit, 40: PLL circuit, 41: phase comparator, 42: charge pump circuit, 43: loop filter, 44: voltage controlled oscillation circuit, 45: frequency divider circuit, 46: output frequency divider circuit, 50: output buffer circuit circuit, 60...power supply circuit, 61...DC voltage generation circuit, 62...reference voltage generation circuit, 64, 65, 66, 67, 68...regulator, 70...logic circuit, 72...delta-sigma modulation circuit, 78...non-volatile memory, 80...temperature compensation circuit, 82...zeroth-order correction circuit, 84...first-order correction circuit, 86...higher-order correction circuit, 88...current-voltage conversion circuit, 90...temperature sensor circuit, 92...test circuit, 94...interface circuit,
BMP...bump, BP1, BP2, BP3, BPT...bipolar transistor, CA...capacitor, CK, CKQ, CKV...clock signal, CP...parasitic capacitance, DI1, DI2, DI3...diode, DR, DR1, DR2, DR3, DR4...direction, FCK...feedback clock signal, IST...current source, NWL...well, OE...output enable signal, OPA...operational amplifier, OSC...oscillator signal, PCK...clock pad, PGND...ground pad, POE...output enable pad, PSUB ...substrate, PVDD...power supply pad, PWL...well, PX1, PX2...pad, RA1 to RA3, RD1 to RD3, RE1, RE2...resistors, SD1, SD2, SD3, SD4...sides, TA1, TA2, TD1 to TD3, TE1 to TE5...transistors, TCK, TGND, TOE, TVDD...external terminals, VB...bias voltage, VCP...temperature compensation voltage, VDD...power supply voltage, VREF...reference voltage, VREG, VREG1, VREG2, VREG3, VREG4...regulated power supply voltage, VT...temperature detection voltage

Claims (16)

振動子を用いて発振信号を生成する発振回路と、
前記発振信号に基づくクロック信号を出力する出力バッファー回路と、
前記発振信号又は前記クロック信号の生成に用いられる直流電圧を生成する直流電圧生成回路と、
電源電圧が供給される電源パッドと、
グランド電圧が供給されるグランドパッドと、
前記クロック信号が出力されるクロックパッドと、
を含み、
平面視において、前記グランドパッドと前記直流電圧生成回路とが重なるように配置されることを特徴とする集積回路装置。
an oscillator circuit for generating an oscillation signal using an oscillator;
an output buffer circuit that outputs a clock signal based on the oscillation signal;
a DC voltage generating circuit for generating a DC voltage used to generate the oscillation signal or the clock signal;
a power supply pad to which a power supply voltage is supplied;
a ground pad to which a ground voltage is supplied;
a clock pad to which the clock signal is output;
Including,
2. An integrated circuit device comprising: a first insulating layer and a second insulating layer disposed on the first insulating layer;
請求項1に記載された集積回路装置において、
前記平面視において、前記クロックパッドと前記出力バッファー回路とが重なるように配置されることを特徴とする集積回路装置。
2. The integrated circuit device according to claim 1,
4. An integrated circuit device, comprising: a clock pad and an output buffer circuit disposed so as to overlap each other in a plan view.
請求項1又は2に記載された集積回路装置において、
前記直流電圧生成回路は、バイアス電流、バイアス電圧、又はレギュレート電源電圧の少なくとも1つを生成するための基準電圧を生成する基準電圧生成回路であることを特徴とする集積回路装置。
3. The integrated circuit device according to claim 1,
2. An integrated circuit device according to claim 1, wherein the DC voltage generating circuit is a reference voltage generating circuit that generates a reference voltage for generating at least one of a bias current, a bias voltage, and a regulated power supply voltage.
請求項1又は2に記載された集積回路装置において、
前記直流電圧生成回路は、前記電源電圧に基づいてレギュレート電源電圧を生成するレギュレーターであることを特徴とする集積回路装置。
3. The integrated circuit device according to claim 1,
The integrated circuit device, wherein the DC voltage generating circuit is a regulator that generates a regulated power supply voltage based on the power supply voltage.
請求項1又は2に記載された集積回路装置において、
前記発振信号に位相同期した前記クロック信号を生成するためのPLL動作を行うPLL回路を含み、
前記PLL回路は、位相比較器とチャージポンプ回路とループフィルターとを含み、
前記直流電圧生成回路は、前記チャージポンプ回路、前記ループフィルター、或いは前記チャージポンプ回路にレギュレート電源電圧を供給するレギュレーターであることを特徴とする集積回路装置。
3. The integrated circuit device according to claim 1,
a PLL circuit that performs a PLL operation for generating the clock signal that is phase-locked with the oscillation signal,
the PLL circuit includes a phase comparator, a charge pump circuit, and a loop filter;
The integrated circuit device, wherein the DC voltage generating circuit is the charge pump circuit, the loop filter, or a regulator that supplies a regulated power supply voltage to the charge pump circuit.
請求項1に記載された集積回路装置において、
前記集積回路装置の外形は、第1辺と、前記第1辺に対向する第2辺とを含み、
前記第1辺側に前記出力バッファー回路と前記クロックパッドとが配置され、
前記第2辺側に前記直流電圧生成回路と前記グランドパッドとが配置されることを特徴とする集積回路装置。
2. The integrated circuit device according to claim 1,
the external shape of the integrated circuit device includes a first side and a second side opposite to the first side,
the output buffer circuit and the clock pad are arranged on the first side;
The integrated circuit device, wherein the DC voltage generating circuit and the ground pad are arranged on the second side.
請求項6に記載された集積回路装置において、
前記発振信号に位相同期した前記クロック信号を生成するためのPLL動作を行うPLL回路を含み、
前記直流電圧生成回路は、前記PLL回路の動作に用いられる基準電圧を生成する基準電圧生成回路であることを特徴とする集積回路装置。
7. The integrated circuit device according to claim 6,
a PLL circuit that performs a PLL operation for generating the clock signal that is phase-locked with the oscillation signal,
The integrated circuit device, wherein the DC voltage generating circuit is a reference voltage generating circuit that generates a reference voltage used for the operation of the PLL circuit.
請求項7に記載された集積回路装置において、
前記PLL回路は、位相比較器とチャージポンプ回路とループフィルターとを含み、
前記チャージポンプ回路は、前記第2辺側に設けられることを特徴とする集積回路装置。
8. The integrated circuit device according to claim 7,
the PLL circuit includes a phase comparator, a charge pump circuit, and a loop filter;
The integrated circuit device, wherein the charge pump circuit is provided on the second side.
請求項8に記載された集積回路装置において、
前記ループフィルターは、前記第2辺側に設けられることを特徴とする集積回路装置。
9. The integrated circuit device according to claim 8,
The integrated circuit device, wherein the loop filter is provided on the second side.
請求項8又は9に記載された集積回路装置において、
前記基準電圧に基づいて生成されたレギュレート電源電圧を前記チャージポンプ回路に供給するレギュレーターを含み、
前記レギュレーターは、前記第2辺側に設けられることを特徴とする集積回路装置。
10. The integrated circuit device according to claim 8,
a regulator that supplies a regulated power supply voltage generated based on the reference voltage to the charge pump circuit;
The integrated circuit device, wherein the regulator is provided on the second side.
請求項7乃至10のいずれか一項に記載された集積回路装置において、
前記PLL回路を制御するロジック回路を含み、
前記ロジック回路は、前記第1辺側に設けられることを特徴とする集積回路装置。
11. The integrated circuit device according to claim 7,
a logic circuit for controlling the PLL circuit;
The integrated circuit device, wherein the logic circuit is provided on the first side.
請求項7乃至11のいずれか一項に記載された集積回路装置において、
前記PLL回路は、電圧制御発振回路を含み、
前記電圧制御発振回路は、前記クロックパッドと前記グランドパッドとの間に設けられることを特徴とする集積回路装置。
12. An integrated circuit device according to claim 7,
the PLL circuit includes a voltage controlled oscillator circuit,
The integrated circuit device according to claim 1, wherein the voltage controlled oscillator circuit is provided between the clock pad and the ground pad.
請求項乃至12のいずれか一項に記載された集積回路装置において、
前記集積回路装置の前記外形は、前記第1辺及び前記第2辺に交差する第3辺を含み、
前記発振回路は、前記第3辺側に設けられることを特徴とする集積回路装置。
13. An integrated circuit device according to any one of claims 6 to 12,
the outer shape of the integrated circuit device includes a third side intersecting the first side and the second side,
The integrated circuit device, wherein the oscillator circuit is provided on the third side.
請求項1乃至13のいずれか一項に記載された集積回路装置において、
前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う温度補償回路を含み、
前記温度補償回路は、前記発振回路と、前記クロックパッド及び前記グランドパッドとの間に設けられることを特徴とする集積回路装置。
14. An integrated circuit device according to any one of claims 1 to 13,
a temperature compensation circuit for performing temperature compensation for an oscillation frequency of the oscillation signal;
The integrated circuit device according to claim 1, wherein the temperature compensation circuit is provided between the oscillator circuit and the clock pad and between the oscillator circuit and the ground pad.
請求項1乃至13のいずれか一項に記載された集積回路装置において、
温度を検出する温度センサー回路と、
前記温度センサー回路の出力に基づいて、前記発振信号の発振周波数の温度補償を行う温度補償回路と、
前記クロック信号の出力イネーブルを制御するための出力イネーブルパッドと、
を含み、
前記平面視において、前記温度センサー回路と前記出力イネーブルパッド又は前記グランドパッドとが重なるように配置されることを特徴とする集積回路装置。
14. An integrated circuit device according to any one of claims 1 to 13,
A temperature sensor circuit for detecting a temperature;
a temperature compensation circuit that performs temperature compensation for an oscillation frequency of the oscillation signal based on an output of the temperature sensor circuit;
an output enable pad for controlling an output enable of the clock signal;
Including,
2. An integrated circuit device comprising: a temperature sensor circuit and an output enable pad or a ground pad, the temperature sensor circuit and the output enable pad being arranged to overlap each other in the plan view.
請求項1乃至15のいずれか一項に記載された集積回路装置と、
前記振動子と、
を含むことを特徴とする発振器。
An integrated circuit device according to any one of claims 1 to 15;
The oscillator;
16. An oscillator comprising:
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